Какая молекулярная формула у исходного газа, если его масса составляет 33,6мп (н.у.) и он сгорает в избытке кислорода

Romanovich

45

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать информацию об увеличении массы оксида фосфора и массе выпавшего белого осадка гидроксида бария. Давайте разберемся пошагово.

1. Найдем изменение массы оксида фосфора (v).
Масса оксида фосфора (v) увеличивается на 0,135 г. Это означает, что масса исходного газа уменьшилась на 0,135 г после прохождения через оксид фосфора.

2. Найдем массу исходного газа.
Исходный газ сгорает в избытке кислорода, поэтому масса оксида фосфора не влияет на его массу. Значит, масса исходного газа равна массе, указанной в условии, то есть 33,6 мп (н.у.)

3. Найдем массу белого осадка гидроксида бария.
Масса выпавшего белого осадка гидроксида бария равна 1,182 г. Поскольку барий является продуктом реакции, его масса также равна изменению массы исходного газа.

4. Найдем плотность газа.
Плотность газа по отношению к гелию составляет 14,5. Пусть молярная масса газа равна M. Тогда масса газа (в г) равна его объему (в л) при н.у., умноженному на плотность газа:

\[m = V \cdot D = V \cdot 14,5 \quad (1)\]

Вспомним уравнение состояния газов:

\[PV = nRT \quad (2)\]

Где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Поскольку газ находится при н.у., давление и температура можно записать как P(н.у.) и T(н.у.). Количество вещества газа можно определить через его массу и молярную массу:

\[n = \frac{m}{M} \quad (3)\]

Подставим выражения для V и n в уравнение (2):

\[P(н.у.) \cdot V(н.у.) = \frac{m}{M} \cdot R \cdot T(н.у.) \quad (4)\]

Подставим выражение для V из уравнения (1) в уравнение (4):

\[P(н.у.) \cdot \frac{m}{D} = \frac{m}{M} \cdot R \cdot T(н.у.) \quad (5)\]

Упростим уравнение:

\[\frac{{P(н.у.)}}{D} = \frac{1}{M} \cdot R \cdot T(н.у.) \quad (6)\]

Отсюда получаем значение M:

\[M = \frac{{R \cdot T(н.у.)}}{{P(н.у.) \cdot D}} \quad (7)\]

Где R - универсальная газовая постоянная, T(н.у.) - температура при н.у., P(н.у.) - давление при н.у., D - плотность газа по отношению к гелию.

Подставим известные значения:

\[M = \frac{{0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм}} \cdot 273.15 \, \text{K}}}{{1 \, \text{атм} \cdot 14.5}} \quad (8)\]

Рассчитаем значение M и округлим его до нужного количества знаков после запятой.

5. Найдем молярную массу исходного газа.
Используем закон сохранения массы: масса оксида фосфора должна быть равна изменению массы исходного газа и массе бария:

\[m_{\text{исх}} = m_{\text{оксид фосфора}} + m_{\text{барий}} \quad (9)\]

Подставим известные значения:

\[33.6 = 0.135 + 1.182 + m_{\text{барий}} \quad (10)\]

Рассчитаем значение молярной массы исходного газа:

\[M_{\text{исх}} = \frac{{m_{\text{исх}}}}{{n_{\text{исх}}}} \quad (11)\]

6. Найдем молекулярную формулу исходного газа.
Для этого нам необходимо узнать, какие элементы входят в состав газа и их соотношение.
Поскольку мы не знаем, какие элементы могут входить в состав газа, нам придется предположить, что этот газ является бинарным соединением.
Рассмотрим два варианта:

a) Если газ состоит из элементов X и Y, то его молярная масса будет равна:

\[M_{\text{газа}} = x \cdot M_X + y \cdot M_Y \quad (12)\]

где x и y - количество атомов элементов X и Y соответственно в молекуле газа.

b) Если газ состоит только из одного элемента X, то его молярная масса будет равна:

\[M_{\text{газа}} = x \cdot M_X \quad (13)\]

где x - количество атомов элемента X в молекуле газа.

Из уравнений (12) и (13) можно составить систему уравнений:

\[\begin{cases} x \cdot M_X + y \cdot M_Y = M_{\text{исх}} \quad (14) \\ x + y = \text{количество атомов в молекуле газа} \end{cases}\]

Решив эту систему уравнений, мы найдем количество атомов каждого элемента в молекуле газа, а следовательно, и его молекулярную формулу.

Далее следует провести расчеты и получить окончательный ответ.