Дано:
- объем смеси (н. у.) = 72,0 см³
- объем непрореагировавшего водорода = 12,0 см³
Найти:
- объемную долю водорода в исходной смеси.
Решение:
1. Обозначим объем водорода в исходной смеси как V(H2) и объем кислорода как V(O2). С учетом того, что общая сумма объемов составляет 72,0 см³, можно записать:
V(H2) + V(O2) = 72,0 см³.
2. Реакция водорода с кислородом протекает по уравнению:
2H2 + O2 → 2H2O.
Из уравнения видно, что 2 объема водорода реагируют с 1 объемом кислорода.
3. Обозначим объем сгоревшего водорода как V(sгоревшего H2). Он будет равен разнице между объемом водорода в исходной смеси и объемом непрореагировавшего водорода:
V(sгоревшего H2) = V(H2) - V(nепрореагировавшего H2).
Следовательно,
V(sгоревшего H2) = V(H2) - 12,0 см³.
4. Поскольку для реакции 2 объемов водорода требуется 1 объем кислорода, можно записать соотношение для объемов:
V(sгоревшего H2) = 2 * V(O2).
5. Теперь выразим V(O2):
Пусть V(H2) = x. Тогда V(O2) = 72,0 см³ - x.
Подставим это значение в уравнение:
V(sгоревшего H2) = 2 * (72,0 см³ - x).
6. Теперь приравняем два выражения для V(sгоревшего H2):
x - 12,0 см³ = 2 * (72,0 см³ - x).
7. Раскроем скобки и упростим уравнение:
x - 12,0 = 144,0 - 2x.
3x = 156,0.
x = 52,0 см³.
8. Таким образом, объем водорода в исходной смеси составил 52,0 см³.
9. Теперь найдем объемную долю водорода в исходной смеси:
ω(H2) = V(H2) / V(смеси) * 100% = (52,0 см³ / 72,0 см³) * 100% ≈ 72,22%.
Ответ:
Объемная доля водорода в исходной смеси составляет примерно 72,22%.