Question

1．貯氣筒的容積為100L，貯有溫度為27℃，壓強(qiáng)為30atm的氫氣，使用后溫度降為20℃，壓強(qiáng)降為20個(gè)大氣壓，求用掉的氫氣質(zhì)量．

Answer 1

分析 應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積，然后求出氫氣的總質(zhì)量；根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出使用的氣體體積，求出用掉的氫氣與原有氫氣的質(zhì)量關(guān)系，然后求出用掉的氫氣質(zhì)量．

解答 解：由題可知，氫氣初狀態(tài)的狀態(tài)參量：p₁=30atm，V₁=100L，T₁=273+27=300K，
氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)參量：p₀=1atm，T₀=273K，由理想氣體狀態(tài)方程得：
$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{0}{V}_{0}}{{T}_{0}}$，
即：$\frac{30×100}{300}$=$\frac{1×{V}_{0}}{273}$，
解得：V₀=2730L，
氫氣的質(zhì)量：m=$\frac{{V}_{0}}{{V}_{mol}}$M=$\frac{2730}{22.4}$×2=243.75g；
讓氫氣發(fā)生狀態(tài)變化，變化后的氣體狀態(tài)參量：
p₂=20atm，T₂=273+20=293K，
由理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$，
即：$\frac{30×100}{300}$=$\frac{20×{V}_{2}}{293}$，
解得：V₂=146.5L，
用掉的氫氣質(zhì)量與總質(zhì)量的關(guān)系：$\frac{{m}_{用}}{m}$=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{2}}$，
即：$\frac{{m}_{用}}{243.75}$=$\frac{146.5-100}{146.5}$，

解得：m_用≈77.37g；
答：用掉的氫氣質(zhì)量為77.37g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求用掉氫氣的質(zhì)量，求出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積，然后根據(jù)氣體摩爾體積求出氫氣的質(zhì)量，然后應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出用掉氫氣的質(zhì)量與總質(zhì)量的關(guān)系是解題的關(guān)鍵，本題有一定難度，要注意理清解題思路．