Задача на плотность газовой смеси В реакционный сосуд с углем при высокой температуре вводят co2 через некоторое время средняя плотность газовой смеси внутри сосуда уменьшилась в полтора раза. Какая мольная доля углекислого газа вступила в реакцию

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нужно воспользоваться понятиями стехиометрии и уравнениями состояния газов.

Обозначим:

( n_C ) — первоначальное количество молей угля (C);( n_{CO_2} ) — количество молей углекислого газа (CO₂), который вводится в сосуд;( n_{CO} ) — количество молей образовавшегося угарного газа (CO);( V ) — объём сосуда (постоянный);( R ) — универсальная газовая постоянная;( T ) — температура (постоянная);( \rho_0 ) — первоначальная плотность газов в сосуде;( \rho ) — новая плотность газовой смеси.

Согласно условию задачи, после введения ( CO_2 ) и реакции с углем, плотность газа уменьшилась в 1,5 раза, то есть:

[
\rho = \frac{\rho_0}{1.5}
]

Массы газов определяются как:

[
\rho_0 = \frac{m_0}{V} \quad \text{и} \quad \rho = \frac{m}{V}
]

где ( m_0 = mC + m{CO2} ) — первоначальная масса газов, и ( m = m{CO} + m_{CO2} = m{CO} + (n_{CO2} - n{CO})M_{CO_2} ).

Поскольку весы сохраняются, можем записать:

[
\rho_0 = \frac{(n_C \cdot MC + n{CO2} \cdot M{CO2})}{V}
]
[
\rho = \frac{(n{CO} \cdot M{CO} + (n{CO2} - n{CO}) \cdot M_{CO_2})}{V}
]

Подставляя выражения для ( \rho ) и ( \rho_0 ) в уравнение, получаем:

[
\frac{(n{CO} \cdot M{CO} + (n_{CO2} - n{CO}) \cdot M_{CO_2})}{(n_C \cdot MC + n{CO2} \cdot M{CO_2})} = \frac{1}{1.5}
]

Теперь подставим значения молекулярных масс с учетом, что:

( M_C = 12 \, \text{г/моль} )( M_{CO_2} = 44 \, \text{г/моль} )( M_{CO} = 28 \, \text{г/моль} )

Решив данное уравнение относительно мольной доли углекислого газа, можно будет найти, сколько из них вступило в реакцию.

Однако для конкретного ответа нужно знать, сколько моль угля и углекислого газа было использовано, поскольку на начальные условия и соотношения будет влиять степень реакции.

Таким образом:

Вы определяете первоначальные моли угля и углекислого газа.Судя по мольной доле, высчитываете, какая часть углекислого газа вступила в реакцию, используя процентный подход.

Если у вас есть конкретные величины, пожалуйста, предоставьте их, чтобы мы могли провести точные вычисления.