Чтобы решить задачу, рассмотрим разложение нитрата цинка (Zn(NO₃)₂) и составим уравнение реакции. Обратите внимание, что в реакции участвуют оксиды, и мы будем использовать закон Бойля-Мариотта и закон Авогадро.
1. Напишем уравнение разложения нитрата цинка
Нитрат цинка разлагается на оксид цинка, нитратной кислоте и оксиде азота(IV). Уравнение разложения выглядит следующим образом:
[
2,\text{Zn(NO₃)₂} \rightarrow 2,\text{ZnO} + 4,\text{NO₂} + O₂
]
2. Найдем молекулярные соотношения
Согласно уравнению реакции:
- На каждую 2 моль нитрата цинка образуются 4 моль оксида азота(IV) (NO₂) и 1 моль кислорода (O₂).
Это значит, что 2 моль Zn(NO₃)₂ дают 4 моль NO₂ и 1 моль O₂, в итоге у нас соотношение газов:
3. Вычислим объемы газов
Согласно условию, при нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л. Используем это, чтобы определить, сколько объемов это соответствует 33,6 л кислорода.
[
1,\text{моль O₂} = 22,4,\text{л}
]
[
\frac{33,6 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 1,5 , \text{моль O₂}
]
Теперь, используя соотношение, найдем, сколько моль NO₂ образуется:
Поскольку 1 моль O₂ соответствует 4 моль NO₂, 1,5 моль O₂ будет соответствовать:
[
1,5,\text{моль O₂} \times \frac{4,\text{моль NO₂}}{1,\text{моль O₂}} = 6,\text{моль NO₂}
]
4. Находим общий объем газов
Поскольку у нас 1,5 моль O₂ и 6 моль NO₂, общий объем газов составит:
[
\text{Общий объем} = 33,6,\text{л (O₂)} + 6,\text{моль NO₂} \times 22,4,\text{л/моль}
]
[
= 33,6,\text{л} + (6,\times 22,4,\text{л}) = 33,6,\text{л} + 134,4,\text{л} = 168,\text{л}
]
5. Объемная доля оксида азота(IV)
Теперь находим объемную долю NO₂:
[
\text{Объемная доля NO₂} = \frac{\text{Объем NO₂}}{\text{Общий объем газов}} \times 100%
]
[
= \frac{134,4,\text{л}}{168,\text{л}} \times 100% \approx 80%
]
Ответ:
Объемная доля оксида азота(IV) (NO₂) составляет примерно 80%.
