Какова объемная доля кислорода в исходной газовой смеси, если смесь водорода и кислорода общим объемом 400 дм³ (н.у.) подожгли, и объем водорода, оставшегося после окончания реакции, составил 100 дм³ (н.у.)?

Химия 11 класс Газовые реакции объемная доля кислорода газовая смесь водород кислород химия 11 класс реакция горения объём водорода н.у Новый

Для решения задачи нам нужно воспользоваться законом сохранения массы и уравнением реакции между водородом и кислородом.

1. Сначала запишем уравнение реакции:

• 2H2 + O2 → 2H2O

Это уравнение показывает, что 2 объема водорода реагируют с 1 объемом кислорода, образуя 2 объема воды (в газообразном состоянии, если рассматривать реакцию при высоких температурах).

2. У нас есть общая газовая смесь объемом 400 дм³, которая состоит из водорода и кислорода. Обозначим объем кислорода в смеси как V(O2), а объем водорода как V(H2).

3. После реакции у нас остался 100 дм³ водорода. Это значит, что часть водорода прореагировала с кислородом. Обозначим объем водорода, который прореагировал, как V(H2, reacted).

4. Объем водорода, который прореагировал, можно найти следующим образом:

• Общий объем водорода в смеси: V(H2) = V(H2, reacted) + 100 дм³

5. По уравнению реакции, на 2 объема водорода требуется 1 объем кислорода. Это значит, что объем кислорода, который прореагировал, будет равен:

• V(O2, reacted) = 0.5 * V(H2, reacted)

6. Сначала найдем общее количество газа в смеси:

• V(H2) + V(O2) = 400 дм³

7. Теперь подставим все известные значения в уравнения:

• V(H2, reacted) + 100 дм³ + V(O2) = 400 дм³

8. Из этого уравнения мы можем выразить V(O2):

• V(O2) = 400 дм³ - V(H2, reacted) - 100 дм³

9. Теперь подставим V(O2, reacted) в уравнение:

• V(O2) = 400 дм³ - V(H2, reacted) - 100 дм³
• V(O2) = 300 dм³ - V(H2, reacted)

10. Теперь мы знаем, что V(O2, reacted) = 0.5 * V(H2, reacted). Подставим это значение в уравнение для V(O2):

• V(O2) = 300 дм³ - 2 * V(O2, reacted)

11. Теперь подставим V(O2, reacted) в уравнение:

• V(O2) = 300 dм³ - 2 * (0.5 * V(H2, reacted))

12. После упрощения получаем:

• V(O2) = 300 dм³ - V(H2, reacted)

13. Теперь мы можем решить систему уравнений, чтобы найти V(O2) и V(H2, reacted).

14. Если V(H2, reacted) = 200 дм³, то:

• V(O2) = 300 dм³ - 200 dм³ = 100 dм³

15. Теперь мы можем найти объемную долю кислорода в исходной газовой смеси:

• Объемная доля кислорода = V(O2) / (V(H2) + V(O2)) = 100 дм³ / 400 дм³ = 0.25

16. Таким образом, объемная доля кислорода в исходной газовой смеси составляет 25%.