дано:
- масса смеси = 8,00 г
- объём смеси (н. у.) = 44,8 дм3
найти:
- объёмная доля водорода в смеси
решение:
1. Рассчитаем общее количество молей смеси по формуле:
n_total = V / V_m
где V_m = 22,4 дм3/моль (молярный объём газа при нормальных условиях).
n_total = 44,8 дм3 / 22,4 дм3/моль = 2 моль.
2. Обозначим количество молей водорода как n_H2 и количество молей азота как n_N2.
Молярная масса водорода (H2) = 2 г/моль, молярная масса азота (N2) = 28 г/моль.
3. Составим систему уравнений:
a) n_H2 + n_N2 = n_total = 2 моль
b) 2 * n_H2 + 28 * n_N2 = 8,00 г
4. Подставим n_N2 = 2 - n_H2 в уравнение массы:
2 * n_H2 + 28 * (2 - n_H2) = 8,00
2 * n_H2 + 56 - 28 * n_H2 = 8,00
-26 * n_H2 + 56 = 8,00
-26 * n_H2 = 8,00 - 56
-26 * n_H2 = -48
n_H2 = 48 / 26 ≈ 1,846 моль.
5. Найдём количество молей азота:
n_N2 = 2 - n_H2 = 2 - 1,846 ≈ 0,154 моль.
6. Рассчитаем объёмы газов в смеси:
V_H2 = n_H2 * V_m = 1,846 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 41,30 дм3.
V_N2 = n_N2 * V_m = 0,154 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 3,45 дм3.
7. Теперь найдем объёмную долю водорода:
объемная_доля_H2 = V_H2 / (V_H2 + V_N2) = 41,30 дм3 / 44,8 дм3 ≈ 0,923.
ответ:
Объёмная доля водорода в смеси составляет approximately 0,923 или 92,3 %.