Смесь водорода и кислорода общим объемом 15,68 л поместили в реактор и взорвали. После реакции остался непрореагировавший водород объемом 5,6 л. Найдите объемную долю водорода в исходной смеси. Все объемы приведены к нормальным условиям.
от

1 Ответ

дано:
- Общий объем смеси водорода и кислорода V_общ = 15,68 л
- Объем непрореагировавшего водорода V_нпр = 5,6 л

найти:
- Объемную долю водорода в исходной смеси

решение:

1. Запишем уравнение реакции горения водорода:

   2 H2 + O2 -> 2 H2O

2. Пусть объем водорода в исходной смеси равен V_в, а объем кислорода равен V_к.

   В реакции 2 моль водорода реагируют с 1 моль кислорода. Следовательно, соотношение объемов водорода и кислорода тоже 2:1.

3. Обозначим объем водорода в исходной смеси как V_в, тогда объем кислорода будет V_к = V_в - 15,68 л.

4. После реакции объем водорода уменьшится. Мы знаем, что остаток водорода равен 5,6 л. Тогда объем водорода, который среагировал, равен V_в - 5,6 л.

5. Объем кислорода, который потребился в реакции, равен (V_в - 5,6) / 2 (по уравнению реакции). Значит, объем оставшегося кислорода равен V_к - (V_в - 5,6) / 2.

6. Итак, V_к = 15,68 - V_в.

   Составляем уравнение для оставшегося кислорода:

   V_к - (V_в - 5,6) / 2 = 0
   15,68 - V_в - (V_в - 5,6) / 2 = 0

7. Решим уравнение:

   15,68 - V_в - (V_в - 5,6) / 2 = 0

   15,68 - V_в - 0,5 * (V_в - 5,6) = 0
   15,68 - V_в - 0,5 * V_в + 2,8 = 0
   15,68 + 2,8 = 1,5 * V_в
   18,48 = 1,5 * V_в
   V_в = 18,48 / 1,5
   V_в = 12,32 л

8. Объем кислорода будет:

   V_к = 15,68 - 12,32 = 3,36 л

9. Объемная доля водорода в исходной смеси:

   Доля водорода = V_в / (V_в + V_к) = 12,32 / 15,68 = 0,785 ≈ 78,5%

ответ:
Объемная доля водорода в исходной смеси составляет примерно 78,5%.
от