Question

При сжигании смеси водорода и оксида углерода (ii) массой 68 г израсходован кислород объемом 89,6 л (н. определите объемную долю каждого газа в смеси

Answer 1

Если нужны пояснения, спрашивайте!

Answer 2

Для решения данной задачи, в первую очередь, нужно перейти от массовых единиц (граммы) к объемным единицам (литры) для каждого газа.

1. Рассчитаем количество вещества каждого газа:
Для этого используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Для удобства будем использовать следующие обозначения:
H2 - водород, CO2 - оксид углерода (ii).

Объем и давление мы знаем:
V(H2) = x л, P = 1 атм = 101325 Па,
V(CO2) = 89,6 - x л.

Подставим эти значения в уравнение состояния для каждого газа:

P(H2) * V(H2) = n(H2) * R * T,
P(CO2) * V(CO2) = n(CO2) * R * T.

2. Рассчитаем количество вещества для каждого газа:
Для этого используем следующее соотношение:
n = m/M,

где n - количество вещества (в молях), m - масса вещества (в граммах), M - молярная масса вещества (в г/моль).

Для водорода:
m(H2) = 2 * M(H2),
n(H2) = m(H2) / M(H2) = 68 г / (2 * 2 г/моль) = 17/4 моль.

Для оксида углерода (ii):
m(CO2) = 44 * M(CO2),
n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 68 г / (44 г/моль) = 17/11 моль.

3. Рассчитаем давление каждого газа:
Для этого воспользуемся уравнением состояния газа PV = nRT, где Т = 273 К (нормальная температура и давление). Давление газа равно атмосферному давлению, поэтому:

P(H2) = n(H2) * R * T / V(H2),
P(CO2) = n(CO2) * R * T / V(CO2).

4. Окончательно рассчитаем объемную долю каждого газа:
Объемная доля (в процентах) для каждого газа равна его объему (в литрах) деленному на полный объем смеси (в литрах) и умноженному на 100.

Объемная доля водорода (V(H2)) = V(H2) / (V(H2) + V(CO2)) * 100,
Объемная доля оксида углерода (ii) (V(CO2)) = V(CO2) / (V(H2) + V(CO2)) * 100.

Давайте выполним все эти расчеты:

1. Рассчитаем количество вещества каждого газа:
n(H2) = 17/4 моль,
n(CO2) = 17/11 моль.

2. Рассчитаем давление каждого газа:
P(H2) = n(H2) * R * T / V(H2),
P(CO2) = n(CO2) * R * T / V(CO2).

3. Рассчитаем объемную долю каждого газа:
Объемная доля водорода (V(H2)) = V(H2) / (V(H2) + V(CO2)) * 100,
Объемная доля оксида углерода (ii) (V(CO2)) = V(CO2) / (V(H2) + V(CO2)) * 100.

Теперь выполним все расчеты:

1. Рассчитаем количество вещества каждого газа:
n(H2) = 17/4 моль,
n(CO2) = 17/11 моль.

2. Рассчитаем давление каждого газа:
P(H2) = (n(H2) * R * T) / V(H2),
P(CO2) = (n(CO2) * R * T) / V(CO2),

где R = 0.0821 л * атм/(моль * К), T = 273 К.

3. Рассчитаем объемную долю каждого газа:
Объемная доля водорода (V(H2)) = (V(H2) / (V(H2) + V(CO2))) * 100,
Объемная доля оксида углерода (ii) (V(CO2)) = (V(CO2) / (V(H2) + V(CO2))) * 100.

Теперь можем приступить к конкретным расчетам. Для удобства обозначим числовыми значениями известные величины:
V(CO2) = 89.6 - x,
V(H2) = x.

Рассчитаем количество вещества каждого газа:
n(H2) = 17/4 моль,
n(CO2) = 17/11 моль.

Рассчитаем давление каждого газа:
P(H2) = (n(H2) * R * T) / V(H2),
P(CO2) = (n(CO2) * R * T) / V(CO2),

где R = 0.0821 л * атм/(моль * К), T = 273 К.

Рассчитаем объемную долю каждого газа:
Объемная доля водорода (V(H2)) = (V(H2) / (V(H2) + V(CO2))) * 100,
Объемная доля оксида углерода (ii) (V(CO2)) = (V(CO2) / (V(H2) + V(CO2))) * 100.