Смесь оксида углерода(IV ) и оксида серы(IV ) имеет объём 100 л (н. у.) и массу 232 г. Рассчитайте объёмную и массовую долю оксида углерода(IV ) в смеси. Объёмная доля — % , массовая — % (ответ округлите до десятых).
Краткий ответ:
объёмная доля \(\mathrm{CO_2}\) — 60,2%, массовая — 50,9%.
Решение
- Найдём общее количество вещества газов:
\[ n_{\text{смеси}}=\frac{V}{V_m}=\frac{100}{22{,}4}\approx 4{,}464\text{ моль}. \]
Пусть \(x\) — количество вещества \(\mathrm{CO_2}\), тогда \(\mathrm{SO_2}\) будет \(4{,}464-x\) моль.
Молярные массы:
\[ M(\mathrm{CO_2})=44\text{ г/моль},\qquad M(\mathrm{SO_2})=64\text{ г/моль}. \]
По условию:
\[ 44x+64(4{,}464-x)=232. \]
\[ x\approx 2{,}686\text{ моль}. \]
- Для газов при одинаковых условиях объёмная доля равна молярной:
\[ \varphi(\mathrm{CO_2})= \frac{2{,}686}{4{,}464}\cdot100\% \approx \boxed{60{,}2\%}. \]
- Масса \(\mathrm{CO_2}\):
\[ m(\mathrm{CO_2})=2{,}686\cdot44\approx118{,}2\text{ г}. \]
Массовая доля:
\[ \omega(\mathrm{CO_2})= \frac{118{,}2}{232}\cdot100\% \approx \boxed{50{,}9\%}. \]
Проверка: массовая доля меньше объёмной, потому что \(\mathrm{CO_2}\) легче \(\mathrm{SO_2}\).
Обсуждение
4 сообщенияПри разложении щавелевой кислоты образуется смесь, содержащая 31% CO , 49% CO2 и 20% H2O (г) по массе. Найдите объёмные доли газов в этой смеси. CO CO2 H2O
Объёмная доля газа пропорциональна его количеству вещества:
\[ \varphi_i=\frac{n_i}{n_{\text{смеси}}}\cdot100\%. \]
Возьмём \(100\) г смеси.
\[ n(\mathrm{CO})=\frac{31}{28}\approx1{,}107\text{ моль}, \]
\[ n(\mathrm{CO_2})=\frac{49}{44}\approx1{,}114\text{ моль}, \]
\[ n(\mathrm{H_2O})=\frac{20}{18}\approx1{,}111\text{ моль}. \]
Общее количество вещества:
\[ n_{\text{смеси}}\approx1{,}107+1{,}114+1{,}111=3{,}332\text{ моль}. \]
Тогда:
\[ \varphi(\mathrm{CO})=\frac{1{,}107}{3{,}332}\cdot100\%\approx\boxed{33{,}2\%}, \]
\[ \varphi(\mathrm{CO_2})=\frac{1{,}114}{3{,}332}\cdot100\%\approx\boxed{33{,}4\%}, \]
\[ \varphi(\mathrm{H_2O})=\frac{1{,}111}{3{,}332}\cdot100\%\approx\boxed{33{,}3\%}. \]
Ответ:
- \(\mathrm{CO}\) — 33,2%;
- \(\mathrm{CO_2}\) — 33,4%;
- \(\mathrm{H_2O}\) — 33,3%.
Напишите уравнение разложения оксида азота(I ) на простые вещества. Определите объёмные доли газов в образовавшейся смеси. N2 O2
Уравнение разложения:
\[ 2\mathrm{N_2O}\rightarrow 2\mathrm{N_2}+\mathrm{O_2}. \]
При одинаковых условиях объёмы газов относятся как коэффициенты в уравнении: \(V(\mathrm{N_2}):V(\mathrm{O_2})=2:1\). Поэтому:
- \(\mathrm{N_2}\): \(\frac{2}{3}\cdot100\%\approx\boxed{66{,}7\%}\);
- \(\mathrm{O_2}\): \(\frac{1}{3}\cdot100\%\approx\boxed{33{,}3\%}\).
