已知在25℃及101.325kpa压力下,含有氮气和氢气的混合气体的密度为0.5g/dm³,则氮和氢气的分压及体积百分数各是多少?求思路

Question

已知在25℃及101.325kpa压力下,含有氮气和氢气的混合气体的密度为0.5g/dm³,则氮
和氢气的分压及体积百分数各是多少?求思路

Answer 1

设氢气xmol,氮气ymol
根据pV=nRT,得混合气体体积V=nRT/p=（x+y）RT/p
而混合气体总质量m=2x+28y
则密度=m/V=（2x+28y）*p/【（x+y）RT】=0.5,（p=101.325kPa,T=273+25=298K,R=8.314J/（mol*K）化简得：
21x=31y（x/y=31/21）,即氢气和氮气物质的量比=31/21
分压 pB等于总压 p 乘以它的摩尔分数yB,即分压比=摩尔分数比=物质的量比
分压比：氢气：氮气=31：21,则氢气分压=31/（31+21）*101.325=60.405kPa,氮气分压=21/（31+21）*101.325=40.920kPa
体积百分数：氢气=31/（31+21）=59.6% 氮气=21/（31+21）=40.4%