Решение. Из объединенного газового закона:

из которого

р = = 1,82 атм.

р(“СИ”) = = 184,4 кПа

12. В закрытом баллоне газ находится при температуре 7 °С. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление внутри баллона увеличилось на 10 %?

Решение. Искомую температуру можно определить из уравнения, выражающего закон Гей-Люссака:

, откуда T =

Подставляя заданные величины, получаем

Т = = 308 К

Следовательно, газ должен быть нагрет до 35 °С.

13. При растворении в серной кислоте 10 г сплава цинка с магнием выделилось 5,2 л водорода, измеренного при 26 °С и давлении 920 мм рт. ст. Определить процентный состав сплава.

Решение. Определим количество молей выделившегося водорода:

рV = uRT, откуда n = = 0,2566 моль.

Пусть в реакцию с кислотой вступило х моль цинка и у моль магния, тогда:

х + у = 0,2566 63,37·х + 63,37·у = 16,261

63,37·х + 24,31·у = 10 63,37·х + 24,31·у = 10, вычитая из первого второе получаем 39,06·у = 6,261; у = 0,1603; х = 0,0963.

m(Zn) = 6,1 г; m(Mg) = 3,9 г.

Следовательно сплав содержит 61 % цинка и 39 % магния.

14. К 100 мл смеси этана с азотом прибавили 200 мл кислорода. После сгорания этана объём смеси составил 175 мл (объём воды образовавшейся при горении этана, по внимание не принимать). Определить объёмный состав исходной газовой смеси.

Решение. Горение этана происходит по уравнению:

2 С2Н6 + 7 О2 = 4 СО2 + 6 Н2О

Объём газовой смеси в результате реакции уменьшился на:

300 - 175 = 125 мл

Из уравнения реакции видно, что объём образовавшейся газовой смеси уменьшается по сравнению с объёмом исходной смеси на 5 объёмов (2 + 7 - 4), что составляет 125 мл. Следовательно единица объёма газовой смеси составляет 25 мл. Это означает, что в реакцию вступило 50 мл этана и 175 мл кислорода и образовалось 100 мл диоксида углерода.

Таким образом, исходная газовая смесь содержала 50 мл этана и 50 мл азота.

15. В закрытом сосуде при 150 °С находится смесь одного объёма ацетилена и двух объёмов кислорода. Как изменится давление в сосуде, если ацетилен сжечь за счёт кислорода и сосуд привести к исходной температуре?

Решение.

2 С2Н2 + 5 О2 = 4 СО2 + 2 Н2О

Из уравнения реакции видно, что на один объём ацетилена требуется 2,5 объёма кислорода, а у нас только два, следовательно ацетилен останется в избытке. При этих условиях вода будет газообразна. Поэтому кислород вступит в реакцию полностью, с ним прореагирует 0,8 объёма ацетилена, в результате реакции получится 1,6 объёма углекислого газа и 0,8 объёма воды. Отсюда: до реакции было 2 + 1 = 3 объёма, а после реакции 0.2 + 1,6 + 0,8 = 2,6 объёма, т. к. объём сосуда не менялся, то давление в нём уменьшилось и стало 2,6:3 = 0,87 от первоначального. Следовательно оно уменьшилось на 13 %.

16. После прокаливания 1,738 г смеси карбоната кальция и стронция получили 1,078 г смеси оксидов. Определить количество карбоната кальция в исходной смеси.

Решение. Пусть число молей оксида и карбоната кальция Х, число молей оксида и карбоната стронция У, тогда:

100·х + 148·у = 1,738 Û х = 0,01738 - 1,48·у

56·х + 104·у = 1,078 ; 56·(0,01738 - 1,48·у) + 104·у = 1,078

0,97328 - 82,88·у + 104·у = 1,078; 21,12·у = 0,10472; у = 0,005; х = 0,01.

Следовательно, в исходной смеси содержится 1 г карбоната кальция.

17. В наполненном кислородом и запаянном сосуде объёмом 2 л прокалили 2,9 г карбоната железа (II). Рассчитать давление в сосуде после прокаливания и охлаждения продуктов реакции до исходной температуры, если начальное давление составляло 1 атм.

Решение. Процессы, происходящие в сосуде при нагревании можно выразить уравнениями:

4 FeCO3 = 4 FeO + 4 CO2

4 FeO + O2 = 2 Fe2O3

------------------------------

4 FeCO3 + O2 = 2 Fe2O3 + 4 CO2

Первая реакция приводит к повышению, а вторая — к снижению давления в сосуде. Расчёты удобно производить по суммарному уравнению.

n(FeCO3) = = 0,025 моль

Vвыд. газа = = 0,42 л.

Таким образом, в запаянном сосуде заключено 2,42 л, приведённых к нормальным условиям. А так как объём сосуда равен 2 л, давление в нём возрастает до 1,21 атм.