5 litran säiliössä on 9 mol ja 12 moolia kaasuja A ja B, vastaavasti. Kaasun B kaikki kolme molekyyliä sitoutuvat kahteen kaasun A molekyyliin ja reaktio muuttaa lämpötilaa 320 ^ O: sta 210 ° C: seen. Kuinka paljon paine muuttuu?

Vastaus:

Paine säiliössä pienenee

#Delta P = 9.43 * 10 ^ 6color (valkoinen) (l) "Pa" #

Selitys:

Kaasumaisten hiukkasten moolien määrä ennen reaktiota:

# N_1 = 9 + 12 = 21color (valkoinen) (l) "mol" #

Kaasu A on yli.

Se ottaa # 9 * 3/2 = 13,5color (valkoinen) (l) "mol"> 12 väriä (valkoinen) (l) "mol" # kaasun B kuluttamiseksi kaikki kaasut A ja # 12 * 2/3 = 8 väri (valkoinen) (l) "mol" <9 väri (valkoinen) (l) "mol" # päinvastoin.

# 9-8 = 1color (valkoinen) (l) "mol" # A: n kaasu A olisi ylimäärin.

mikäli että kaikki A-molekyylit ja kolme B-molekyyliä yhdistävät yhden kaasumaisen tuotemolekyylin, säiliössä olevien kaasupartikkeleiden moolimäärä reaktion jälkeen, kun reaktio olisi yhtä suuri kuin

#COLOR (tummansininen) (n_2) = 12 * väri (tummansininen) (1) / 3 + 1 = väri (tummansininen) (5) väri (valkoinen) (l) "mol" #

Säiliön tilavuus sopivassa SI-yksikössä olisi

# V = 5 väriä (valkoinen) (l) "dm" ^ 3 = 5 * 10 ^ (- 3) väri (valkoinen) (l) m ^ 3 #

Lämpötila laskee # T_1 = 320 väri (valkoinen) (l) "K" # että # T_2 = 210 väri (valkoinen) (l) "K" # reaktion aikana. Sovita ihanteellinen kaasulaki

# R = 8.314color (valkoinen) (l) "m" ^ 3 * "Pa" * "mol" ^ (- 1) * "K" ^ (- 1) #

antaa

# P_1 = (n_1 * R * T_1) / (V) = 1.12 * 10 ^ 7 väri (valkoinen) (l) "Pa" #

#color (darkblue) (P_2) = (väri (darkblue) (n_2) * R * T_1) / (V) = väri (darkblue) (1,75 * 10 ^ 6) väri (valkoinen) (l) "Pa" #

#color (darkblue) (Delta P) = väri (tummansininen) (P_2) -P_1 = väri (tummansininen) (- 9.43 * 10 ^ 6) väri (valkoinen) (l) "Pa" #

Siten paine laskee mennessä #COLOR (tummansininen) (9,43 * 10 ^ 6) väri (valkoinen) (l) "Pa" #.

Huomaa, että tummansiniset luvut riippuvat olettamuksesta, että jokainen kahden moolin kaasu A ja kolme moolia kaasua B yhdistyvät yksi moolia tuotetta, joka on myös kaasu. Katso jos löydät oikean #Delta P # perustuvat kysymykseen annettuihin lisätietoihin.

Viite

1 Ideaalinen kaasulaki,

Säiliö, jonka tilavuus on 12 l, sisältää kaasun, jonka lämpötila on 210 K. Jos kaasun lämpötila muuttuu 420 K: ksi ilman paineen muutosta, mitä säiliön uusi tilavuus on?

Käytä vain Charlen lakia ihanteellisen kaasun jatkuvaan paineeseen ja masiin, joten meillä on, V / T = k, jossa k on vakio Joten me asetamme V: n ja T: n alkuarvot, k = 12/210 nyt , jos uusi tilavuus on V 'lämpötilan 420K johdosta, saamme, (V') / 420 = k = 12/210 Joten, V '= (12/210) × 420 = 24L

Kun vetykaasua syötetään 4 litran säiliössä 320 K: ssa, sillä on 800 torrin paine. Syöttö siirretään 2 litran säiliöön ja jäähdytetään 160 K: een. Mikä on suljetun kaasun uusi paine?

Vastaus on P_2 = 800 t o rr. Paras tapa lähestyä tätä ongelmaa on ihanteellinen kaasulaki, PV = nRT. Koska vety siirretään säiliöstä toiseen, oletamme, että moolien määrä pysyy vakiona. Tämä antaa meille 2 yhtälöä P_1V_1 = nRT_1 ja P_2V_2 = nRT_2. Koska R on myös vakio, voimme kirjoittaa nR = (P_1V_1) / T_1 = (P_2V_2) / T_2 -> yhdistetyn kaasulain. Siksi meillä on P_2 = V_1 / V_2 * T_2 / T_1 * P_1 = (4L) / (2L) * (160K) / (320K) * 800t o rr = 800t o rr.

Säiliön tilavuus on 21 l ja siinä on 27 moolia kaasua. Jos säiliö puristetaan siten, että sen uusi tilavuus on 18 l, kuinka monta moolia kaasua on vapautettava säiliöstä vakion lämpötilan ja paineen ylläpitämiseksi?

24,1 mol Käytetään Avogadron lakia: v_1 / n_1 = v_2 / n_2 Numero 1 edustaa alkuperäisiä olosuhteita ja numero 2 edustaa lopullisia ehtoja. • Tunnista tunnetut ja tuntemattomat muuttujat: väri (ruskea) ("Tunnettu:" v_1 = 21L v_2 = 18 L n_1 = 27 moolin väri (sininen) ("Tuntematon:" n_2 • Järjestä yhtälö ratkaistaksesi lopullisen moolimäärän : n_2 = (v_2xxn_1) / v_1 • Liitä annetut arvot saadaksesi lopullisen moolimäärän: n_2 = (18cancelLxx27mol) / (21 "L") = 24,1 mol