Химия

Рассчитаем тепловой эффект реакции горения угарного газа:

$2CO + O_{2} = 2CO_{2} + Q$

Согласно следствию из закона Гесса тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот образования конечных продуктов и суммой теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

$Q = 2Q_{\:обр. CO_{2}} - ( 2Q_{обр. \: CO} + Q_{обр. \: O_{1}})$

Теплотой образования вещества называется количество тепла, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моль вещества из простых веществ. Теплоты образования простых веществ (их наиболее устойчивых при стандартных условиях форм) приняты равными 0. Поэтому:

$Q = 2Q_{\:обр. CO_{2}} - 2Q_{\:обр. CO} = 393,3 \cdot 2 - 110,4 \cdot 2 = 565,8$ (кДж)

Согласно уравнению реакции:

при сжигании 2 моль $CO$ выделяется 565,8 кДж
при сжигании $x$ моль $CO$ выделяется 113,16 кДж

$x = 0,4$ моль или 11,2 г $CO$

С этим количеством $CO$ вступает в реакцию 0,2 моль или 6,4 г кислорода. Масса смеси газов будет равна 17,6 г (NULL,2 + 6,4). Так как согласно условию задачи масса исходной смеси газов 20,8 г, то один из газов был взят в избытке. Проанализируем, какой газ взят в избытке.

При сжигании исходной смеси с водородом могут протекать реакции:

$2H_{2} + O_{2} = 2H_{2}O$
$2CO + O_{2} = 2CO_{2}$

Согласно условию задачи при этом выделяется 150 кДж тепла. Это возможно при избытке в смеси кислорода, так как оксид углерода (II) с водородом не взаимодействует. Следовательно, в смеси содержалось 11,2 г $CO$ и 9,6 г ($20,8 - 11,2$) $O_{2}$. Процентный состав соответственно равен 53,85 и 46,15 %.