контрольная работа. химия решение 5 вариант. 1. газообразное состояние вещества

• Название: 1. газообразное состояние вещества
• Анкор: контрольная работа
• Дата: 18.12.2022
• Размер: 59.5 Kb.
• Имя файла: химия решение 5 вариант.doc
• Тип: Задача; #850860

Тема 1. ГАЗООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

Вариант	А	Б	В	Массовая концентрация, %			Т1,К	Т2,К	Р2, мпа
				А	Б	В
5	СН4	С2Н6	С5 Н12	15	35	60	380	480	12

Задача №1. В таблице 1 приведен массовый состав (%) смеси газов А, Б, В. При давлении Р₁ = 101325 Па и температуре Т₁ (см. табл. 1) смесь подчиняется законам идеальных газов.

Вычислите: а) объемный состав смеси;

б) парциальные давления компонентов;

в) объем1 кг смеси.

1. 
   Решение. В 1кг смеси содержится:
   

m(СН₄)=150∙10^-3кг; m(C₂H₆)=350∙10^-3кг; m(C₅H₁₂)=600∙10^-3кг.

M(СН₄)=16∙10^-3кг/моль; M(C₂H₆)=30∙10^-3кг/моль; M(C₅H₁₂)=72∙10^-3кг/моль.

Согласно уравнению это соответствует следующему числу молей:

 CH₄= 150∙10^-3/16,0∙10^-3=9,37 молей;

 C₂H₆= 350∙10^-3/30,010^-3 = 11,66 молей;

 C₅H₁₂=600∙10^-3/72,010^-3 = 8,33 молей.

Общее число молей равно: _СМ=9,37+11,66+8,33=29,36 молей.

По уравнению молярные доли газов равны:

y CH₄= 9,37/29,36 = 0,319;

y C₂H₆= 11,66/29,36 = 0,397;

y C₅H₁₂ = 8,33/29,36 = 0,284.

Объемные концентрации идеальных газов (%) равны их молярным долям. Умноженным на 100 (1.8). Таким образом, объемный состав смеси следующий: метан – 31,9%; этан –39,7%;гептан 28,4%.

2). Парциальные давления газов равны общему давлению газовой смеси, умноженному на молярную долю газа:

Р _CH4= Р_см.y _CH4 = 1200000,319 = 38280 Па;

Р _C2H6= Р_см.y _C2H6 = 1200000,397= 47640 Па;

Р _C5H12 = 1200000,284= 34080Па.

3) Объем 1кг смеси вычисляется по уравнению Клапейрона-Менделеева (1.11):

V_СМ = _СМ = (29,368,314380) /120000 = 0,772 м³.

Здесь _СМ – число молей газов в 1 кг смеси.

Задача №2.Вычислитеплотностьсмеси при температуре Т₂ и внешнем давлении Р₂ (см. табл. 1). Критические параметры газов приведены в таблице 2. Коэффициент сжимаемости найдите по графику (рис.1) и таблице 3.

Решение. При данных условиях (Р_СМ больше Р_КР) плотность реальных газов () рассчитывается по уравнению:

_см = .

Для вычисления z_см выпишем из таблицы 1.2 критические параметры газов:

Газ	Критическая температура ТКР,К	Критическое давление РКР, МПа
CH4	190,7	4,7
C2H6	306,2	4,9
C5H12	470,4	3,4

Молярные доли газов равны (см. задачу 1):

y CH₄= 0,319; y C₂H₆= 0,397; y C₅H₁₂ = 0,284.

По уравнениям вычислим псевдокритические параметры газовой смеси.

Т_ПКР= Т_КР(СН₄)  y_СН4 + Т_КР(_C2H6)  y_С2Н6 + Т_КР(С₆Н₁₂)  y_С6Н12=190,70,319+306,20,397+470,40,284=315,98 К;

Р_ПКР= P_КР(N₂)  y_N2 + P_КР(СН₄)  y_СН4 + P_КР(С₃Н₈)  y_С3Н8=4,70,087+4,90,437+3,40,476=4,12 МПа

Приведенные критические параметры равны:

Т_ПР=Т_СМ/ Т_ПКР=480/315,98=1,52; Р_ПР=Р_СМ/ Р_ПКР=12,0/4,12=2,9.

Коэффициент сжимаемости z_см находим по приведенным параметрам, используя график (см. рис.1.1): z_см = 0,840.

Средняя молярная масса газовой смеси равна :

М_СМ = М_СН4y_СН4 + М_С2Н6y_С2Н6+М_С5Н12y_С5Н12 = (20,00319+30,00,397+72,00,284) 10^-3=38,710^-3 кг/моль

Плотность газовой смеси будет равна:

_см = .

_СМ = (12,010⁶38,710^-3)/(0,848,314480) = 1,3310² кг/м³.