После сжигания смеси водорода с избытком кислорода объем газа оказался вдвое меньшим, чем объем исходной смеси. Какой состав исходной смеси в объемных процентах?
Химия 11 класс Газовые реакции
Чтобы решить эту задачу, давайте сначала разберемся с химической реакцией, которая происходит при сжигании водорода в кислороде. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
2H2 + O2 → 2H2O
Из этого уравнения видно, что 2 объема водорода реагируют с 1 объемом кислорода, образуя 2 объема воды в парообразном состоянии (если рассматривать при одинаковых условиях температуры и давления).
Теперь давайте разберемся с условиями задачи:
Пусть исходный объем смеси равен V. После реакции объем газа стал V/2.
Поскольку кислород в избытке, то весь водород полностью прореагирует с кислородом, образуя воду. Образовавшаяся вода в парообразном состоянии будет занимать объем, равный объему водорода, так как по уравнению реакции 2 объема водорода дают 2 объема воды.
Таким образом, объем оставшегося газа (V/2) состоит из паров воды и оставшегося кислорода. Поскольку объем паров воды равен объему водорода, то оставшийся объем газа (V/2) равен объему кислорода в избытке.
Теперь мы можем составить уравнение для исходного объема смеси:
После реакции:
Так как кислород в избытке, то:
V - x = V/2
Решаем это уравнение:
То есть, объем водорода составляет половину от исходного объема смеси.
Теперь найдем объемные проценты:
Таким образом, исходная смесь состояла из 50% водорода и 50% кислорода по объему.