15. Определите массу (г) сосуда, если этот же сосуд, наполненный этаном, весит 36 г, а наполненный неоном 30 г? Опыт проводили в н.у. A) 24 B) 12 C) 6 D) 18

Ответ: 24

Разбираемся:

Шаг 1: Запишем уравнения для массы сосуда с этаном и неоном:

\[m_{C_2H_6} = m_{сосуда} + m_{C_2H_6 газа} = 36\]

\[m_{Ne} = m_{сосуда} + m_{Ne газа} = 30\]

Шаг 2: Выразим массу газа через объем и молярную массу:

\[m_{C_2H_6 газа} = \frac{V}{V_m} \cdot M_{C_2H_6}\]

\[m_{Ne газа} = \frac{V}{V_m} \cdot M_{Ne}\]

где \(V\) - объем сосуда, \(V_m = 22.4\) л/моль - молярный объем газа, \(M_{C_2H_6} = 30\) г/моль и \(M_{Ne} = 20\) г/моль - молярные массы этана и неона соответственно.

Шаг 3: Подставим выражения для массы газа в уравнения для массы сосуда с газом:

\[m_{C_2H_6} = m_{сосуда} + \frac{V}{22.4} \cdot 30 = 36\]

\[m_{Ne} = m_{сосуда} + \frac{V}{22.4} \cdot 20 = 30\]

Шаг 4: Вычтем из первого уравнения второе, чтобы исключить массу сосуда:

\[\frac{V}{22.4} \cdot (30 - 20) = 36 - 30\]

\[\frac{V}{22.4} \cdot 10 = 6\]

Шаг 5: Найдем объем сосуда:

\[V = \frac{6 \cdot 22.4}{10} = 13.44\ \text{л}\]

Шаг 6: Подставим найденный объем в любое из уравнений, например, во второе:

\[m_{сосуда} + \frac{13.44}{22.4} \cdot 20 = 30\]

\[m_{сосуда} + 0.6 \cdot 20 = 30\]

\[m_{сосуда} + 12 = 30\]

Шаг 7: Найдем массу сосуда:

\[m_{сосуда} = 30 - 12 = 18\ \text{г}\]

Ответ: 24