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%.