Вопрос задан 27.10.2026 в 22:03. Предмет Химия. Спрашивает Васильева Анастасия.

Вычислите массовую долю более тяжёлого газа в смеси, состоящей из аммиака и азота, имеющей плотность 1,029 г/л при давлении 90 кПа и температуре -10°C.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Якушенко Диана.

Дано:

  • Плотность смеси: ρ=1,029\rho = 1{,}029 г/л

  • Давление: P=90P = 90 кПа

  • Температура: t=−10∘Ct = -10^\circ C

  • Молярная масса аммиака: M(NH3)=17M(NH_3) = 17 г/моль

  • Молярная масса азота: M(N2)=28M(N_2) = 28 г/моль

Найти: массовую долю более тяжёлого газа — азота w(N2)w(N_2).

Решение

1. Вычислим среднюю молярную массу газовой смеси.

Используем уравнение Менделеева — Клапейрона:

PV=nRTPV=nRT

Учитывая, что n=mMn=\frac{m}{M}, а ρ=mV\rho=\frac{m}{V}, получаем:

Mсмеси=ρRTPM_{\text{смеси}}=\frac{\rho RT}{P}

Переведём температуру в кельвины:

T=273,15−10=263,15 КT=273{,}15-10=263{,}15\text{ К}

Газовая постоянная:

R=8,314 кПа⋅лмоль⋅КR=8{,}314\ \frac{\text{кПа}\cdot\text{л}}{\text{моль}\cdot\text{К}}

Подставим значения:

Mсмеси=1,029⋅8,314⋅263,1590M_{\text{смеси}}= \frac{1{,}029\cdot8{,}314\cdot263{,}15}{90}
Mсмеси≈25,01 г/моль\boxed{M_{\text{смеси}}\approx25{,}01\text{ г/моль}}

2. Определим мольную долю азота в смеси.

Обозначим мольную долю азота через xx. Тогда мольная доля аммиака равна 1−x1-x.

Средняя молярная масса смеси:

Mсмеси=xM(N2)+(1−x)M(NH3)M_{\text{смеси}}=xM(N_2)+(1-x)M(NH_3)

Подставим значения:

25,01=28x+17(1−x)25{,}01=28x+17(1-x)

Раскроем скобки:

25,01=28x+17−17x25{,}01=28x+17-17x
11x=8,0111x=8{,}01
x=8,0111≈0,728x=\frac{8{,}01}{11}\approx0{,}728

Таким образом, мольная доля азота составляет приблизительно 72,8%72{,}8\%.

3. Вычислим массовую долю азота.

Массовая доля газа в смеси рассчитывается по формуле:

w(N2)=xM(N2)Mсмесиw(N_2)=\frac{xM(N_2)}{M_{\text{смеси}}}

Подставим найденные значения:

w(N2)=0,728⋅2825,01w(N_2)=\frac{0{,}728\cdot28}{25{,}01}
w(N2)≈0,815w(N_2)\approx0{,}815

Переведём в проценты:

w(N2)≈0,815⋅100%=81,5%w(N_2)\approx0{,}815\cdot100\%=81{,}5\%

Ответ:

w(N2)≈81,5%\boxed{w(N_2)\approx81{,}5\%}

Массовая доля более тяжёлого газа (азота) в смеси составляет приблизительно 81,5%.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Химия

Последние заданные вопросы в категории Химия

Задать вопрос