Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3772
2023-11-13 
40 $дм^{3}$ смеси, состоящей из этана и аммиака, добавили 15 $дм^{3}$ хлороводорода. После приведения новой газовой смеси к первоначальным условиям ее относительная плотность по воздуху составила 0,90. Укажите массовую долю (%) аммиака в исходной смеси. (Все объемы измеряли при $T = 20^{ \circ} С, P = 10^{5} Па$.)
Решение:
Смесь (1): $C_{2}H_{6}$ и $NH_{3} + HCl \rightarrow$ Смесь (2): $C_{2}H_{6}$ и $NH_{3}$ или $HCl$.
$M_{смеси(1)} = 0,9 \cdot 29 г/моль= 26,1 г/моль$.
Если в избытке был хлороводород и смесь 2 состоит из этана и хлороводорода, то молярная масса такой смеси должна быть от 30 г/моль до 36,5 г/моль. В нашем случае она равна 26,1 г/моль, что отвечает условию: смесь состоит из этана и аммиака.
$C_{2}H_{6}$ и $NH_{3} \rightarrow$ смесь,
$n(C_{2}H_{6}) = x (моль)$,
$n(NH_{3}) = (1 - x) (моль)$,
$m(C_{2}H_{2}) = 30x$,
$m(NH_{3}) = 17 - 17x (моль)$.
$30x + 17 - 17x = 26,1$,
$13x = 9,1x = 0,7 (моль)$.
Т. к. в смеси (2) объемная доля этана = 70 %, то объемная доля аммиака составляет 30 %.
Весь хлороводород вступил в реакцию: $HCl + NH_{3} = NH_{4}Cl$.
С 15 $дм^{3}$ хлороводорода прореагировало 15 $дм^{3}$ аммиака. Поэтому объем конечной смеси = 40 - 15 = 25 ($дм^{3}$). В нем 30 % аммиака, что составляет 7,5 $дм^{3}$. Следовательно, в исходной смеси объем аммиака:
$V = 7,5 + 15 = 22,5 дм^{3}$.
Смесь 1: этан и аммиак:
$V(смеси) = 17,5 + 22,5 = 40 (дм^{3})$.
$n(смеси) = \frac{40}{22,4} = 1,78571 (моль)$,
$m(смеси) = 23,44 + 17,0765 = 40,5165 (г)$.
$\omega (NH_{3}) = 17,0765 : 40,5165 = 0,42147$, или 42,147 %.
Ответ: $\omega (NH_{3}) = 42,147$ %.
40 $дм^{3}$ смеси, состоящей из этана и аммиака, добавили 15 $дм^{3}$ хлороводорода. После приведения новой газовой смеси к первоначальным условиям ее относительная плотность по воздуху составила 0,90. Укажите массовую долю (%) аммиака в исходной смеси. (Все объемы измеряли при $T = 20^{ \circ} С, P = 10^{5} Па$.)
Решение:
Смесь (1): $C_{2}H_{6}$ и $NH_{3} + HCl \rightarrow$ Смесь (2): $C_{2}H_{6}$ и $NH_{3}$ или $HCl$.
$M_{смеси(1)} = 0,9 \cdot 29 г/моль= 26,1 г/моль$.
Если в избытке был хлороводород и смесь 2 состоит из этана и хлороводорода, то молярная масса такой смеси должна быть от 30 г/моль до 36,5 г/моль. В нашем случае она равна 26,1 г/моль, что отвечает условию: смесь состоит из этана и аммиака.
$C_{2}H_{6}$ и $NH_{3} \rightarrow$ смесь,
$n(C_{2}H_{6}) = x (моль)$,
$n(NH_{3}) = (1 - x) (моль)$,
$m(C_{2}H_{2}) = 30x$,
$m(NH_{3}) = 17 - 17x (моль)$.
$30x + 17 - 17x = 26,1$,
$13x = 9,1x = 0,7 (моль)$.
Т. к. в смеси (2) объемная доля этана = 70 %, то объемная доля аммиака составляет 30 %.
Весь хлороводород вступил в реакцию: $HCl + NH_{3} = NH_{4}Cl$.
С 15 $дм^{3}$ хлороводорода прореагировало 15 $дм^{3}$ аммиака. Поэтому объем конечной смеси = 40 - 15 = 25 ($дм^{3}$). В нем 30 % аммиака, что составляет 7,5 $дм^{3}$. Следовательно, в исходной смеси объем аммиака:
$V = 7,5 + 15 = 22,5 дм^{3}$.
Смесь 1: этан и аммиак:
$V(смеси) = 17,5 + 22,5 = 40 (дм^{3})$.
$n(смеси) = \frac{40}{22,4} = 1,78571 (моль)$,
$m(смеси) = 23,44 + 17,0765 = 40,5165 (г)$.
$\omega (NH_{3}) = 17,0765 : 40,5165 = 0,42147$, или 42,147 %.
Ответ: $\omega (NH_{3}) = 42,147$ %.
