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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 一定温度压力条件下气体质量的计算
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liweiping82

铁虫 (小有名气)

[求助] 一定温度压力条件下气体质量的计算

高压釜500ml，通入CO2，压力为0.5MPa，经过一个化学反应，压力下降至0.4MPa，请问被反应的0.1MPaCO2的质量是多少啊？怎么计算？

[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-1 at 22:04 ]
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1楼2013-10-28 23:13:38
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爱上鱼……

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
sddtc888: 金币+1, 感谢应助，欢迎常来！ 2013-10-30 11:01:31
简单点算就是公式pV=nRT，不知道你温度是不是一定的，一定的话，就没那么麻烦了。
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懒病又犯了……
2楼2013-10-29 13:29:24
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sddtc888

至尊木虫 (著名写手)

Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T
请问楼主，温度是多少？没温度没法算吧。。。。。
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I can safely said that nobody understands the quantum theory. —— R. P. Feynman
3楼2013-10-30 11:01:13
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liweiping82

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by sddtc888 at 2013-10-30 11:01:13
请问楼主，温度是多少？没温度没法算吧。。。。。

温度恒定，130
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4楼2013-10-30 20:37:42
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sddtc888

至尊木虫 (著名写手)

Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
liweiping82: 金币+10, ★★★★★最佳答案 2013-11-04 22:17:02
我们先算出压力为0.5MPa 时CO2的量，再算出0.4MPa 时CO2的量，减一下就是被反应的CO2的量
楼主反应的压力是0.5MPa和0.4MPa，即500kPa和400kPa，也就是4-5个大气压，压力不算太大，也不算太小，这个范围理想气体方程、范德瓦尔斯方程，压缩因子法应该都能适用，所以我用三种方法都算了一下，到时候再比较一下即可

（1）理想气体状态方程
温度和体积都保持不变
所以 P1V=n1RT，P2V=n2RT，所以ΔPV=ΔnRT，
所以 Δn =0.0149mol，即反应掉了0.0149mol 的CO2

（2）范德瓦尔斯方程
一定温度压力条件下气体质量的计算
将范德瓦尔斯方程展开，得
一定温度压力条件下气体质量的计算-1
这是一个关于物质的量的一元三次方程，解这个方程即可，其中a，b为范德瓦尔斯常数，查表的：a=0.364，b=4.267 x 10^(-5)
当压力为0.5MPa时，n1 = 0.07533 mol
当压力为0.4MPa时，n2 = 0.060145 mol
所以 Δn = 0.0152 mol，即反应掉了0.0152mol 的CO2

（3）压缩因子法
CO2 临界压力Pc=7.375MPa，临界温度Tc=304.13K，压缩因子表见附件

当压力为0.5MPa时，Z=0.98867，n1 = 0.07544 mol
当压力为0.4MPa时，Z=0.992，n2 = 0.06015 mol
所以 Δn = 0.0153 mol，即反应掉了0.0153mol 的CO2

综合上面三种计算方法，最后结果都在0.015 mol附近，考虑到理想气体方程计算出来的数值偏差大一点，所以取 Δn = 0.0152 mol 比较好！
所以 Δn = 0.0152 mol，即反应掉了0.0152mol 的CO2

换算成质量，Δm = 0.669 g，即反应掉了0.669 g 的CO2气体


数据来源：《物理化学 第五版 上册》傅献彩
附件：《通用压缩因子图》[ Last edited by sddtc888 on 2013-11-3 at 20:08 ]
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    • 2013-11-03 20:05:14, 675.23 K
I can safely said that nobody understands the quantum theory. —— R. P. Feynman
5楼2013-11-03 19:58:26
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