Question

1．贮气筒的容积为100L，贮有温度为27℃，压强为30atm的氢气，使用后温度降为20℃，压强降为20个大气压，求用掉的氢气质量．

Answer 1

分析 应用理想气体状态方程求出标准状况下氢气的体积，然后求出氢气的总质量；根据题意求出气体的状态参量，应用理想气体状态方程求出使用的气体体积，求出用掉的氢气与原有氢气的质量关系，然后求出用掉的氢气质量．

解答 解：由题可知，氢气初状态的状态参量：p₁=30atm，V₁=100L，T₁=273+27=300K，
氢气在标准状况下的状态参量：p₀=1atm，T₀=273K，由理想气体状态方程得：
$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{0}{V}_{0}}{{T}_{0}}$，
即：$\frac{30×100}{300}$=$\frac{1×{V}_{0}}{273}$，
解得：V₀=2730L，
氢气的质量：m=$\frac{{V}_{0}}{{V}_{mol}}$M=$\frac{2730}{22.4}$×2=243.75g；
让氢气发生状态变化，变化后的气体状态参量：
p₂=20atm，T₂=273+20=293K，
由理想气体状态方程得：$\frac{{p}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$，
即：$\frac{30×100}{300}$=$\frac{20×{V}_{2}}{293}$，
解得：V₂=146.5L，
用掉的氢气质量与总质量的关系：$\frac{{m}_{用}}{m}$=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{2}}$，
即：$\frac{{m}_{用}}{243.75}$=$\frac{146.5-100}{146.5}$，

解得：m_用≈77.37g；
答：用掉的氢气质量为77.37g．

点评 本题考查了求用掉氢气的质量，求出标准状况下氢气的体积，然后根据气体摩尔体积求出氢气的质量，然后应用理想气体状态方程求出用掉氢气的质量与总质量的关系是解题的关键，本题有一定难度，要注意理清解题思路．