题目
填空题(共9题,25.0分)12.(2.7分)20 dm³容器中装有乙烯气体,300 K时测得气体压力为 157 kPa,此条件下乙烯的压缩因子Z为0.45,则乙烯的物质的量为______mol。第1空
填空题(共9题,25.0分)
12.(2.7分)20 dm³容器中装有乙烯气体,300 K时测得气体压力为 157 kPa,此条件下乙烯的压缩因子Z为0.45,则乙烯的物质的量为______mol。
第1空
题目解答
答案
### 解析
题目要求计算在给定条件下乙烯的物质的量。已知条件如下:
- 容器体积 $ V = 20 \, \text{dm}^3 = 20 \, \text{L} $
- 温度 $ T = 300 \, \text{K} $
- 压力 $ P = 157 \, \text{kPa} $
- 压缩因子 $ Z = 0.45 $
压缩因子 $ Z $ 的定义为:
\[ Z = \frac{PV}{nRT} \]
其中:
- $ P $ 是压力
- $ V $ 是体积
- $ n $ 是物质的量
- $ R $ 是理想气体常数,$ R = 8.314 \, \text{J/(mol·K)} = 8.314 \, \text{Pa·m}^3/\text{(mol·K)} = 8.314 \, \text{L·kPa/(mol·K)} $
- $ T $ 是温度
根据压缩因子的定义,可以重新排列公式求解物质的量 $ n $:
\[ n = \frac{PV}{ZRT} \]
### 计算步骤
1. **代入已知值**:
\[ n = \frac{157 \, \text{kPa} \times 20 \, \text{L}}{0.45 \times 8.314 \, \text{L·kPa/(mol·K)} \times 300 \, \text{K}} \]
2. **计算分子部分**:
\[ 157 \, \text{kPa} \times 20 \, \text{L} = 3140 \, \text{L·kPa} \]
3. **计算分母部分**:
\[ 0.45 \times 8.314 \, \text{L·kPa/(mol·K)} \times 300 \, \text{K} = 0.45 \times 2494.2 \, \text{L·kPa/mol} = 1122.39 \, \text{L·kPa/mol} \]
4. **计算物质的量 $ n $**:
\[ n = \frac{3140 \, \text{L·kPa}}{1122.39 \, \text{L·kPa/mol}} \approx 2.797 \, \text{mol} \]
5. **四舍五入到小数点后三位**:
\[ n \approx 0.279 \, \text{mol} \]
### 答案
乙烯的物质的量为 **0.279 mol**。