Химия

В исходной газовой смеси содержалось $x$ объемов $NH_3$, $y$ объемов $N_2$ и $z$ объемов $H_2$,

$x + y + z = 1$. (1)

Под действием искрового электрического разряда произошло полное разложение аммиака

$xNH_3 \rightarrow 0,5xN_2 + 1,5xH_2$.

По окончании реакции смесь содержала ($y + \frac{1}{2}x$) объемов $N_2$ и ($z + 1,5x$) объемов $H_2$, а ее объем увеличился в $\frac{5}{3}$ раза (по условию задачи)

$y + \frac{1}{2}x + z + \frac{3}{2}x = 2x + y + z = \frac{5}{3}$. (2)

При пропускании смеси водорода с азотом над нагретой окисью меди происходит окисление водорода

$CuO + H_2 = H_2O + Cu$.

После этого остается чистый азот, объем которого

$y + \frac{1}{2}x= \frac{3}{10} \cdot \frac{5}{3} = \frac{1}{2}$. (3)

Решение алгебраической системы уравнений (1) - (3) дает

$x = \frac{2}{3} NH_3$; $y = \frac{1}{6} N_2$; $z = \frac{1}{6}H_2$.

Таким образом, газовая смесь первоначально имела следующий состав (по объему): 66,6% $NH_3$, 16,7 % $N_2$, 16,7 % $H_2$.