Смесь угарного газа и аргона объёмом 44 , 8 44,8 л (н. у.) сожгли в кислороде, при этом образовалось 84 84 г газов. Какова массовая доля угарного газа в исходной смеси? Выбери…
Смесь угарного газа и аргона объёмом 44 , 8 44,8 л (н. у.) сожгли в кислороде, при этом образовалось 84 84 г газов. Какова массовая доля угарного газа в исходной смеси? Выбери верный вариант ответа.
Чтобы решить задачу о нахождении массы угарного газа в исходной смеси и массовой доле угарного газа, следуем пошагово.
Шаг 1: Определим химические реакции
Смесь угарного газа (CO) и аргона (Ar) при сгорании в кислороде (O2) преобразуется следующим образом:
Угарный газ сгорает, образуя углекислый газ (CO2):
\[ 2 \text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{CO}_2 \]
Аргон не участвует в реакции, так как это инертный газ.
Шаг 2: Площадь нижнего уровня
В задаче указано, что общий объем смеси составляет 44.8 л. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 л.
Теперь находим общее количество моль смеси:
\[ \text{Количество моль смеси} = \frac{44.8 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моля} \]
Шаг 3: Обозначим переменные
Обозначим:
- \( x \) — количество моль угарного газа в смеси.
- \( y \) — количество моль аргона в смеси.
Так как у нас есть только угарный газ и аргон, то:
\[ x + y = 2 \]
Шаг 4: Масса продуктов и массы компонентов
Масса образовавшихся газов при сгорании — 84 г. У нас получается, что вся масса образованных продуктов — это углекислый газ, который будет в два раза больше, чем количество моль угарного газа:
\[ \text{Масса CO}_2 = (x \, \text{моль}) \cdot (44.01 \, \text{г/моль}) \]
(где 44.01 г/моль — молярная масса углекислого газа).
Шаг 5: Получаем одно уравнение
Так как масса углекислого газа равна 84 г:
\[ x \cdot 44.01 = 84 \]
Отсюда находим \( x \):
\[ x = \frac{84}{44.01} \approx 1.91 \, \text{моль} \]
Шаг 6: Находим массу угарного газа
Теперь подставим значение \( x \) в первое уравнение:
\[ y = 2 - 1.91 = 0.09 \, \text{моль} \]
Теперь нам надо узнать массу угарного газа:
\[ \text{Масса CO} = x \cdot 28.01 \, \text{г/моль} \] (где 28.01 г/моль — молярная масса угарного газа).
\[ \text{Масса CO} = 1.91 \cdot 28.01 \approx 53.5 \, \text{г} \]
Шаг 7: Массовая доля угарного газа
Теперь можем найти массовую долю угарного газа в смеси:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{\text{Масса CO}}{\text{Общая масса смеси}} = \frac{53.5}{84} \approx 0.637 \]
Переведем в проценты:
\[ \text{Массовая доля в процентах} \approx 63.7 \% \]
Ответ
Таким образом, массовая доля угарного газа в исходной смеси составляет примерно 63.7%.
