Какова объемная доля газа с малой молярной массой в смеси, полученной при комнатной температуре, если 11,2 л оксида азота(II) смешивали с 22,4 л кислорода?

Химия 11 класс Газовые законы и смеси газов объемная доля газа молярная масса смесь газов оксид азота(II) кислород комнатная температура химия 11 класс расчет объемной доли Новый

Для решения задачи о объемной доле газа с малой молярной массой в смеси, нам нужно рассмотреть, какие реакции происходят при смешивании оксида азота(II) (NO) с кислородом (O2).

1. **Определим реакцию**: Оксид азота(II) реагирует с кислородом, образуя оксид азота(V) (NO2). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

2NO + O2 → 2NO2

2. **Определим количество реагентов**: Мы знаем, что объемы газов при одинаковых условиях (температура и давление) пропорциональны количеству вещества. Используем объемы, чтобы найти количество моль каждого газа:

• Объем NO = 11,2 л
• Объем O2 = 22,4 л

При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом, количество моль каждого газа можно найти следующим образом:

• Количество моль NO = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль
• Количество моль O2 = 22,4 л / 22,4 л/моль = 1 моль

3. **Определим, сколько вещества реагирует**: Смотрим на уравнение реакции. Для реакции 2 моль NO требуется 1 моль O2. У нас есть 0,5 моль NO и 1 моль O2. Это означает, что NO полностью прореагирует, так как 0,5 моль NO требует 0,25 моль O2 (что меньше, чем у нас есть).

4. **Определим объем продуктов реакции**: Если 0,5 моль NO реагирует с 0,25 моль O2, то по уравнению реакции образуется 0,5 моль NO2 (так как на 2 моль NO образуется 2 моль NO2). Объем NO2 можно найти так:

• Объем NO2 = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 л

5. **Определим объем смеси**: После реакции у нас остался избыточный кислород. Поскольку 1 моль O2 дает 22,4 л, у нас было 1 моль O2, а прореагировало 0,25 моль. Таким образом, осталось 0,75 моль O2:

• Остаток O2 = 0,75 моль * 22,4 л/моль = 16,8 л

Теперь можем найти общий объем смеси после реакции:

• Общий объем смеси = объем NO2 + оставшийся объем O2 = 11,2 л + 16,8 л = 28 л

6. **Определим объемную долю газа с малой молярной массой**: В данной реакции газом с малой молярной массой является NO (молярная масса NO = 30 г/моль), а NO2 (молярная масса NO2 = 46 г/моль) и O2 (молярная масса O2 = 32 г/моль) имеют большую молярную массу.

Объемная доля NO в смеси:

• Объемная доля NO = объем NO / общий объем смеси = 11,2 л / 28 л = 0,4

Таким образом, объемная доля газа с малой молярной массой (NO) в смеси составляет 0,4 или 40%.