Номер 72, страница 29 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

72. *Смесь углекислого и угарного газов занимает при нормальных условиях объем, равный $1,68 \text{ дм}^3$, и содержит $1,45 \text{ моль}$ электронов. Рассчитайте количество (моль) угарного газа в смеси.

Дано:

Смесь газов: углекислый газ ($CO_2$) и угарный газ ($CO$).

Условия: нормальные (н.у.).

Объем смеси: $V_{смеси} = 1,68 \text{ дм}^3$.

Общее количество электронов: $n_{e(общ)} = 1,45 \text{ моль}$.

$V_{смеси} = 1,68 \text{ дм}^3 = 1,68 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$.

Найти:

Количество вещества угарного газа в смеси: $n(CO)$ — ?

Решение:

1. Найдем общее количество вещества ($n_{смеси}$) газовой смеси. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого идеального газа ($V_m$) составляет $22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n_{смеси} = \frac{V_{смеси}}{V_m} = \frac{1,68 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,075 \text{ моль}$

2. Рассчитаем количество электронов, содержащееся в 1 моль каждого газа. Количество электронов в атоме численно равно его порядковому номеру в Периодической системе химических элементов.

Для углекислого газа ($CO_2$): атом углерода (C, порядковый номер 6) имеет 6 электронов, атом кислорода (O, порядковый номер 8) имеет 8 электронов. В одной молекуле $CO_2$ содержится $6 + 2 \cdot 8 = 22$ электрона. Следовательно, в 1 моль $CO_2$ содержится 22 моль электронов.

Для угарного газа ($CO$): в одной молекуле $CO$ содержится $6 + 8 = 14$ электронов. Следовательно, в 1 моль $CO$ содержится 14 моль электронов.

3. Составим систему уравнений. Пусть $x$ — количество вещества $CO_2$ в смеси (в моль), а $y$ — количество вещества $CO$ в смеси (в моль).

Первое уравнение составим исходя из общего количества вещества смеси:

$x + y = 0,075$

Второе уравнение составим исходя из общего количества электронов в смеси:

$22x + 14y = 1,45$

4. Решим полученную систему уравнений. Выразим $x$ из первого уравнения:

$x = 0,075 - y$

Подставим это выражение во второе уравнение и решим его относительно $y$:

$22(0,075 - y) + 14y = 1,45$

$1,65 - 22y + 14y = 1,45$

$1,65 - 8y = 1,45$

$8y = 1,65 - 1,45$

$8y = 0,2$

$y = \frac{0,2}{8} = 0,025 \text{ моль}$

Таким образом, количество вещества угарного газа ($CO$) в смеси равно 0,025 моль.

Ответ: количество (моль) угарного газа в смеси равно 0,025 моль.