Номер 2, страница 95 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

2. Дана смесь газов объемом 50 л, из которых 50% составляет углекислый газ, остальная часть состоит из угарного газа и азота. При сжигании этой смеси было получено 37,5 л углекислого газа. Определите объемную долю азота в смеси.

Ответ: 25%.

Дано:

$V_{смеси} = 50$ л

$\phi(CO_2)_{начальная} = 50\% = 0.5$

$V(CO_2)_{конечный} = 37.5$ л

Смесь газов: $CO_2$, $CO$, $N_2$

Найти:

$\phi(N_2)_{начальная} - ?$

Решение:

1. Определим начальный объем углекислого газа ($CO_2$) в смеси:

$V(CO_2)_{начальный} = V_{смеси} \cdot \phi(CO_2)_{начальная} = 50 \text{ л} \cdot 0.5 = 25$ л

2. Найдем суммарный объем угарного газа ($CO$) и азота ($N_2$) в исходной смеси:

$V(CO + N_2) = V_{смеси} - V(CO_2)_{начальный} = 50 \text{ л} - 25 \text{ л} = 25$ л

3. При сжигании смеси протекает реакция горения угарного газа. Азот и углекислый газ в реакции не участвуют. Уравнение реакции:

$2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2$

4. Согласно закону объемных отношений для газов, объемы реагирующих и образующихся веществ соотносятся как их стехиометрические коэффициенты. Из уравнения реакции следует, что из 2 объемов $CO$ образуется 2 объема $CO_2$, то есть:

$V(CO)_{вступивший \ в \ реакцию} = V(CO_2)_{образовавшийся}$

5. Объем углекислого газа, образовавшегося в ходе реакции, равен разности между конечным и начальным объемом $CO_2$:

$V(CO_2)_{образовавшийся} = V(CO_2)_{конечный} - V(CO_2)_{начальный} = 37.5 \text{ л} - 25 \text{ л} = 12.5$ л

6. Следовательно, начальный объем угарного газа в смеси составлял:

$V(CO)_{начальный} = V(CO_2)_{образовавшийся} = 12.5$ л

7. Теперь можно найти начальный объем азота в смеси:

$V(N_2)_{начальный} = V(CO + N_2) - V(CO)_{начальный} = 25 \text{ л} - 12.5 \text{ л} = 12.5$ л

8. Определим объемную долю азота в исходной смеси:

$\phi(N_2)_{начальная} = \frac{V(N_2)_{начальный}}{V_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{12.5 \text{ л}}{50 \text{ л}} \cdot 100\% = 0.25 \cdot 100\% = 25\%$

Ответ: 25%.