ЗАДАЧИ НА ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ СМЕСИ (продолжение)

ЗАДАЧИ НА ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ СМЕСИ (продолжение)

Задача 123.  Смешаны равные объемы диоксида серы и кислорода. Каковы массовые доли каждого газа в смеси? 

Решение. 

Пусть смешано по 1 моль газов, тогда: 

m (SO2) =   M n = 64 г 

m (O2) = M n = 32 г, общая масса смеси составит 64 + 32 = 96 г. Значит: 

ώ (O2) =  32 : 96   = 33,33 % 

ώ (SO2) = 64 : 96  = 66,67%. 

Задача 124.  В сосуде находится смесь водорода и кислорода объемом 25 мл. После реакции между ними осталось 7 мл кислорода. Каковы были объемы газов в исходной смеси? 

Решение. 

В ходе этой реакции израсходовано 25 – 7 = 18 мл газов. Реакция шла по уравнению: 

2H2  +  O2    2H2O                        V(H2)  :  V(O2)  = 2 : 1 

Таким образом, из 18 мл смеси 2/3 объема составлял водород  (12 мл) и 1/3 – кислород (6 мл).   6 мл кислорода вступило в реакцию, и 7 мл его осталось неизрасходованным, следовательно, в исходной смеси было 6 + 7 = 13 мл кислорода и, соответственно, 25 – 13  = 12  мл водорода. 

Задача 125.  При сжигании смеси СО и СО2 объемом 50 мл в избытке кислорода общий объем смеси уменьшился на 10 мл. Определите объемную долю СО в исходной смеси. 

Решение. 

Реакция протекает так:   2СО + О2    2СО2 

В реакцию вступило всего 3 объема газов, а образовалось 2 объема, причем СО как бы поглощает кислород, поэтому уменьшение объема смеси можно рассматривать как объем поглощенного кислорода. Следовательно, объем израсходованного кислорода составляет 10 мл, соответственно, объем СО = 20 мл.  Объемная доля его в смеси составит:  20 мл :  50 мл = 0,4 = 40%. 

Задача  126. Смесь кислорода и метана имеет объем 6,72 л (н.у.), и массовые доли газов в ней равны. Рассчитайте объем каждого газа. 

Решение. 

Общее количество вещества смеси составит  6,72 : 22,4 = 0,3 моль. Пусть в ней х моль кислорода и у моль метана, тогда масса кислорода составит 32 х, а масса метана 16 у. По условию задачи массовые доли газов, а значит и их массы, равны:  32 х = 16 у, тогда 2 х = у. Следовательно: 

0,3 = х + у = х + 2х = 3 х 

х = 0,1 (O2)                                     V (O2)  =  22,4   0,1  = 2,24 л 

у = 0,3 – 0,1 = 0,2 (CH4)                V (CH4)  =  22,4 0,2 = 4,48  л 

Задача 127. Какова масса одного литра смеси кислорода и азота (н.у.), если в ней содержится 30% кислорода по объему? 

Решение (2 способа). 

А.  Пусть количество вещества нашей смеси равно 1 моль, тогда в ней будет 0,3 моль кислорода и 0,7 моль азота. Вычислим массы этих газов и смеси в целом: 

m (O2)  =  0,3 32 = 9,6 г 

m (N2) =   0,7 28 = 19,6 г 

m (O2 + N2) =  9,6 +  19,6 = 29,2 г 

V (O2 + N2) =  22,4 л (1 моль) 

Тогда:       22,4 л 29,2 г 

                 1 л         х г                   х =   29,2 1 : 22,4  =  1,303 г 

Б.  Найдем по известным нам формулам  объем, количество и массу каждого газа в смеси: 

V(O2) = 1 л 30% = 0,3 л       n (O2) = 0,0134 моль        m (O2)  =  0,428 г 

V(N2) =  1 л 70% = 0,7 л      n (N2)  = 0,03125 моль     m (N2)  = = 0,875 г 

m( O2 + N2)o =   0,428 + 0,875 = 1,303 г 

Задача 128. Смесь водорода и хлора объемом 12 л в закрытом сосуде облучили рассеянным светом. После реакции смесь содержала 30% HCl, а объемная доля хлора снизилась до 20% от начального количества. Определите объемный состав смеси до реакции и в конце ее. 

Решение. 

Реакция водорода с хлором идет без изменения объема:  H2  + Cl2    2HCl, поэтому объем смеси останется неизменным – 12 л. В ней теперь будет содержаться 30% HCl: 

V (HCl) = 12 л 30% = 3,6 л 

Следовательно, израсходовано по 1,8 л водорода и хлора. Если хлора осталось 20% от первоначального объема, то израсходовано 80%: 

1,8 л 80%  (израсходовано хлора) 

х л 100 %  (было хлора до реакции) 

Таким образом, в исходной смеси было 1,8 100 : 80 =  2,25 л, это составляет 2,25 : 12 = 0,1875, или 18,75% от объема исходной смеси.  Это значит, что водорода в ней было 81,25%, что по объему составляет 12 – 2,25 = 9,75 л. 

По окончании реакции в смеси было: 

3,6 л хлороводорода,  

9,75 – 1,8 = 7,95 л водорода 

2,25 – 1,8 = 0,45 л хлора. 

Объемный состав  конечной смеси будет таким: 

хлороводород:   3,6 : 12  =  30% 

водород:             7,95 : 12  =  66,25% 

хлор:                   0,45 : 12  =  3,75% 

Задача 129.   13 г смеси СО и СО2 занимают объем 8,4 л. Определите объем газа после пропускания смеси над раскаленным углем. 

Решение. 

n (CO + CO2)  =  8,4 : 22,4 = 0,375 моль 

Пусть СО в смеси будет х моль, а СО2 у моль, тогда их массы составят 28 х и 44 у соответственно. Составляем систему алгебраических уравнений и решаем ее: 

28 х + 44 у = 13 

х + у = 0,375 

у  =  0,15625 моль  (СО2) 

V (CO2)  = 22,4 0,15625 = 3,5 л 

V  (СО) = 8,4 – 3,5 = 4,9 л 

При пропускании смеси газов над раскаленным углем с ним будет реагировать лишь СО2: 

3,5 л            2 3,5 = 7 л 

СО2  +  С    2СО 

Таким образом, после реакции общий объем  СО  составит 7 + 4,9 = 11,9 л. 

Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь,пожалуйста.

Обновлено: 15.03.2019 — 17:39

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *