Какова средняя молярная масса смеси водорода и этана (C2H6), в которой атомный процент углерода составляет 20%?

Суть вопроса: Средняя молярная масса смеси газов

Инструкция: Чтобы решить данную задачу, необходимо знать молярные массы элементов и использовать формулу для расчета средней молярной массы смеси газов.

Сначала найдем молярные массы углерода (С) и водорода (Н) в периодической системе элементов. Молярная масса углерода равна приблизительно 12 г/моль, а молярная масса водорода - примерно 1 г/моль.

Затем посчитаем молярную массу этана (C2H6), умножив массы элементов на их коэффициенты в формуле:

Молярная масса этана = (2 * масса углерода) + (6 * масса водорода)

Молярная масса этана = (2 * 12 г/моль) + (6 * 1 г/моль) = 24 г/моль + 6 г/моль = 30 г/моль

Теперь рассчитаем молярную массу смеси, зная, что атомный процент углерода составляет 20%. Это означает, что углерод составляет 20% от общего числа атомов в смеси, а водород - 80%.

Масса углерода = 20% * суммарная масса смеси
Масса водорода = 80% * суммарная масса смеси

Теперь составим уравнение, чтобы найти среднюю молярную массу смеси:
(масса углерода / молярная масса углерода) + (масса водорода / молярная масса водорода) = суммарная масса смеси / средняя молярная масса смеси

Запишем уравнение в виде формулы:
(0.2 * суммарная масса смеси / 12 г/моль) + (0.8 * суммарная масса смеси / 1 г/моль) = суммарная масса смеси / средняя молярная масса смеси

Теперь наша задача - найти среднюю молярную массу смеси, округлив ее до ближайшего целого числа. Для этого решим уравнение.

Приведу его к виду:
0.2 * суммарная масса смеси / 12 + 0.8 * суммарная масса смеси / 1 = суммарная масса смеси / средняя молярная масса смеси

Умножим обе части уравнения на среднюю молярную массу смеси и перенесем все переменные в левую часть. Получится квадратное уравнение:
0.2 * суммарная масса смеси - (суммарная масса смеси / средняя молярная масса смеси) * 12 * 0.2 * суммарная масса смеси + (0.8 * суммарная масса смеси - суммарная масса смеси)=0

Далее решим это уравнение, найдя корни квадратного уравнения. Полученные значения будут являться возможными значениями средней молярной массы смеси. Округлим их до ближайшего целого числа.

Доп. материал:
Задача: Какова средняя молярная масса смеси водорода и этана (C2H6), в которой атомный процент углерода составляет 20%?
Ответ: Путем решения вышеуказанного уравнения для средней молярной массы смеси получим несколько возможных значений, например 20 г/моль и 27 г/моль. Округлив эти значения до ближайшего целого числа, получим ответ: 20 г/моль и 27 г/моль.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется повторить материал по молярной массе элементов и формуле средней молярной массы смеси. Практикуйтесь в решении подобных задач для закрепления материала.

Ещё задача: Какова средняя молярная масса смеси азота (N2) и кислорода (O2), в которой атомный процент кислорода составляет 40%? Округлите ответ до ближайшего целого числа.