Question

Смесь азота, углекислого газа с молярным соотношением 1:3 и кислорода пропустили через озонатор, при этом объем газовой смеси уменьшился на 20%, а ее плотность увеличилась на 25 %. Определите состав исходной смеси в % по объему.

Answer 1

Ответ:

Давайте обозначим исходные объемы газов как следует:

Пусть объем смеси азота и углекислого газа равен V1, а объем кислорода V2. Тогда объем исходной смеси равен V = V1 + V2.

Дано, что молярное соотношение азота и углекислого газа равно 1:3. Это означает, что соотношение их объемов также будет 1:3. Из этого мы можем заключить, что V1/V2 = 1/3.

После пропускания через озонатор объем газовой смеси уменьшился на 20%, поэтому новый объем равен 0.8V.

Плотность газовой смеси увеличилась на 25%. Поскольку плотность пропорциональна массе деленной на объем, а масса остается неизменной, то можем сказать, что отношение плотностей равно отношению объемов до и после изменения. Поэтому, (0.8V)/(V) = 1.25.

Теперь мы можем решить систему уравнений:

V1 + V2 = V, учитываем V1/V2 = 1/3,

0.8V/V = 1.25.

Решая систему, получаем V1 = 0.2V и V2 = 0.6V.

Теперь мы знаем, что исходная смесь состоит из V1 объема (0.2V) азота и углекислого газа, и V2 объема (0.6V) кислорода. Мы также знаем, что V = V1 + V2. Подставляя значения V1 и V2, получаем:

0.2V + 0.6V = V

0.8V = V

V = 100%

То есть исходная смесь состоит из 100% объема, а соотношение азота и углекислого газа к кислороду равно 1:3.

Таким образом, исходная смесь состоит из 25% азота и углекислого газа и 75% кислорода по объему.

Answer 2

Дано: - Молярное соотношение смеси азота и углекислого газа: 1:3 - Уменьшение объема газовой смеси: 20% - Увеличение плотности: 25%

Пусть исходный объем газовой смеси равен V. Тогда объем азота в исходной смеси составит V/4, а объем углекислого газа будет составлять 3V/4.

После прохождения через озонатор, объем газовой смеси уменьшился на 20%. Таким образом, конечный объем составит 0.8V.

При этом, плотность газовой смеси увеличилась на 25%. Пусть начальная плотность составляет D. Тогда конечная плотность будет равняться 1.25D.

Используя формулу плотности (D = m/V) и учитывая, что масса газа не меняется в ходе реакции, мы можем сравнить начальную и конечную плотности:

масса исходной смеси/V = масса конечной смеси/(0.8V)

Так как масса не меняется, то начальная и конечная плотности выражены соотношением масс к объему:

D/V = 1.25D/(0.8V)

Упрощая выражение, получаем:

1/V = 1.25/0.8

1/V = 1.5625

V = 1/1.5625

V = 0.64

Таким образом, исходный объем газовой смеси составляет 0.64.

Определяем состав исходной смеси в процентах по объему:

Объем азота = V/4 = 0.64/4 = 0.16

Объем углекислого газа = 3V/4 = 3(0.64)/4 = 0.48

Объем кислорода = V - объем азота - объем углекислого газа = 0.64 - 0.16 - 0.48 = 0

Таким образом, исходная смесь состоит из 16% азота и 48% углекислого газа, а кислорода не содержит.