Смесь, состоящую из 2 л азота и б л хлороводорода (н.у.), смешали с 4 л аммиака. Определите объёмные доли газов в смеси после реакции.
от

1 Ответ

Дано:  
- объем азота (N2) = 2 л  
- объем хлороводорода (HCl) = 1 л  
- объем аммиака (NH3) = 4 л  

Найти: объемные доли газов в смеси после реакции.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлороводородом и аммиаком:
   N2 + 3HCl -> 2NH4Cl

   В данном случае, однако, необходимо учитывать реакцию аммиака с хлороводородом, которая будет выглядеть так:
   NH3 + HCl -> NH4Cl

2. Определим, сколько молей каждого газа участвует в реакции.
   Находим количество вещества газов, используя идеальный газовый закон при нормальных условиях (1 моль газа занимает 22.4 л):

   Для N2:  
   n(N2) = V(N2)/V_m = 2/22.4 = 0.089 моль

   Для HCl:  
   n(HCl) = V(HCl)/V_m = 1/22.4 = 0.045 моль

   Для NH3:  
   n(NH3) = V(NH3)/V_m = 4/22.4 = 0.179 моль

3. Реакция происходит только между NH3 и HCl:
   1 моль NH3 реагирует с 1 моль HCl.

   Так как у нас есть 0.045 моль HCl, то именно это количество будет реагировать:
   - HCl полностью расходуется, образуя 0.045 моль NH4Cl.
   - NH3 будет оставаться: 0.179 - 0.045 = 0.134 моль NH3.

4. После реакции остаются:
   - N2: 2 л (не участвует в реакции)
   - NH3: 0.134 моль
   - NH4Cl в газообразном состоянии не рассматриваем, так как он не остается в газовой фазе.

5. Подсчитаем общий объем оставшихся газов:
   Объем N2 = 2 л  
   Объем NH3 = n(NH3) * V_m = 0.134 * 22.4 = 3 л  
   Общий объем = 2 л + 3 л = 5 л.

6. Теперь определим объемные доли:
   - Доля N2 = V(N2)/Общий объем = 2/5 = 0.4
   - Доля NH3 = V(NH3)/Общий объем = 3/5 = 0.6

Ответ:  
Объемная доля N2 = 0.4  
Объемная доля NH3 = 0.6
от