Инструкция. 5-литровый объем углерода (II) оксида смешали с 3 литра одизида и подожгли состав. Определите объемные доли

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо применить законы Гей-Люссака и Дальтона. Давайте разберемся шаг за шагом.

1. Сначала вычислим количество вещества (молей) каждого газа в смешанной системе.

Для этого воспользуемся знанием, что количество вещества можно найти, разделив объем газа на его молярный объем. Молярный объем равен объему, занимаемому одним молем вещества при определенных условиях. Значение молярного объема можно найти в таблицах.

Молярный объем \(V_{CO2}\) (углерода (II) оксида) - 22,4 л/моль (при нормальных условиях).
Молярный объем \(V_{N2O}\) (одизида) - также 22,4 л/моль.

Обозначим количество вещества каждого газа через \(n\):
\(n_{CO2}\) - количество вещества углерода (II) оксида,
\(n_{N2O}\) - количество вещества одизида.

Расчет количества вещества для каждого газа:
\(n_{CO2} = \dfrac{V_{CO2}}{V_{CO2}} = \dfrac{5 \, л}{22,4 \, л/моль} = \dfrac{5}{22,4} \, моль\)
\(n_{N2O} = \dfrac{V_{N2O}}{V_{N2O}} = \dfrac{3 \, л}{22,4 \, л/моль} = \dfrac{3}{22,4} \, моль\)

2. Рассмотрим уравнение реакции и восстановим эти объемы веществ, используя их молярные соотношения в уравнении:

Согласно уравнению реакции, балансирующему молекулярные соотношения, между каждым газом и его количество вещества имеется следующее соотношение:

\[CO2 \, + \, N2O \rightarrow CO2O \, + \, N2\]
\[1 \, моль \, + \, 2 \, моль \rightarrow 2 \, моль \, + \, 1 \, моль\]

Используя эти соотношения, найдем количество вещества образовавшихся после реакции газов \(n_{CO2O}\) и \(n_{N2}\):
\(n_{CO2O} = n_{CO2} - n_{N2O} = \dfrac{5}{22,4} - \dfrac{3}{22,4} = \dfrac{2}{22,4} \, моль\)
\(n_{N2} = n_{N2O} = \dfrac{3}{22,4} \, моль\)

3. Найдем объем каждого из газов при помощи формулы \(V = n \cdot V_m\), где \(V_m\) - молярный объем:

\(V_{CO2O} = n_{CO2O} \cdot V_{CO2O} = \dfrac{2}{22,4} \cdot 22,4 = 2 \, л\)
\(V_{N2} = n_{N2} \cdot V_{N2} = \dfrac{3}{22,4} \cdot 22,4 = 3 \, л\)

4. Теперь, зная объем каждого газа после реакции, мы можем рассчитать объемные доли газов:

Объемная доля (V%) - это отношение объема определенного газа к общему объему всех газов в системе, умноженное на 100%.
Таким образом, объемную долю каждого газа можно вычислить следующим образом:

\(V\%_{CO2O} = \dfrac{V_{CO2O}}{V_{CO2O} + V_{N2}} \cdot 100\% = \dfrac{2}{2 + 3} \cdot 100\% = \dfrac{2}{5} \cdot 100\% = 40\%\)
\(V\%_{N2} = \dfrac{V_{N2}}{V_{CO2O} + V_{N2}} \cdot 100\% = \dfrac{3}{2 + 3} \cdot 100\% = \dfrac{3}{5} \cdot 100\% = 60\%\)

Таким образом, объемные доли газов составляют 40% для углерода (II) оксида и 60% для одизида после реакции в сосуде.