Смесь 3 л пропена, 2 л ацетилена и 15 л водорода пропустили над платиновым катализатором, гидрирование прошло количественно. Вычислить плотность по воздуху новой газовой смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи необходимо вычислить молекулярные массы каждого из газов и составить уравнение идеального газа для смеси.

Для пропена (C3H6):
Молярная масса пропена = масса углерода 3 + масса водорода 6 = 123 + 16 = 36 + 6 = 42 г/моль

Для ацетилена (C2H2):
Молярная масса ацетилена = масса углерода 2 + масса водорода 2 = 122 + 12 = 24 + 2 = 26 г/моль

Для водорода (H2):
Молярная масса водорода = масса водорода 2 = 12 = 2 г/моль

Теперь определим количество молей каждого газа в данной смеси:
n(пропен) = V(пропен) / V(общ) = 3 л / 20 л = 0.15 моль
n(ацетилен) = V(ацетилен) / V(общ) = 2 л / 20 л = 0.1 моль
n(водород) = V(водород) / V(общ) = 15 л / 20 л = 0.75 моль

Теперь вычислим среднюю молярную массу смеси:
M = (n(пропен)M(пропен) + n(ацетилен)M(ацетилен) + n(водород)M(водород)) / (n(пропен) + n(ацетилен) + n(водород))
M = (0.1542 + 0.126 + 0.752) / (0.15 + 0.1 + 0.75) = (6.3 + 2.6 + 1.5) / 1 = 10.4 г/моль

Теперь с помощью уравнения идеального газа определим плотность по воздуху новой газовой смеси:
ρ = PM / (RT), где P - атмосферное давление (примем за 1 атм), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

Подставляем численные значения и получаем:
ρ = 110.4 / (0.0821273) = 0.395 г/л

Итак, плотность по воздуху новой газовой смеси равна 0.395 г/л.