Химия

Объем 1 моля газа при $27^{\circ} C$ и давлении 760 мм рт. ст. равен

$V_1 = V_0 \left (1 + \frac{t^{\circ} C}{273} \right ) = 22,4 \left ( 1 + \frac{27}{273} \right ) = 24,6$ л.

При этих условиях плотности газообразных $N_2O_4$ ($M = 92$) и $NO_2$ ($M = 46$) составляют соответственно ($92 : 24,6$) г/л и ($46 : 24,6$) г/л. Если обозначить через $x$ объемную долю $N_2O_4$ в равновесной смеси, то объемная доля $NO_2$ выразится как ($1 - x$). Тогда

$\frac{92}{24,6} \cdot x + \frac{46}{24,6} \cdot (1 - x) = 3,11$,
$3,74x + 1,87 - 1,87x = 3,11$,

отсюда $x = \frac{2}{3}$. Следовательно, $\frac{2}{3}$ газовой смеси составляет $N_2O_4$ и $\frac{1}{3}$ - $NO_2$. В соответствии с уравнением реакции

$N_2O_4 \rightleftharpoons 2NO_2$

из 1 моля $N_2O_4$ образуется 2 моля $NO_2$, поэтому $\frac{1}{3}$ объема $NO_2$ получена при диссоциации объема $N_2O_4$. Находим процентную долю $N_2O_4$, распавшегося при $27^{\circ} C$:

$\frac{2}{3} + \frac{1}{6}$ - 100 %
$\frac{1}{6} - x$
$x = \frac { \frac{1}{6} \cdot 100}{ \frac{5}{6}} = 20$ %.

(Состав разовой смеси легко можно вычислить из соотношения $\bar {M} = 22,4 \cdot d = M_1 \cdot x + M_2 \cdot (1-x)$, или $\bar {M} = 24,6 \cdot 3,11 = 92x + 46(1- x)$, откуда $x = 0,663$. Таким образом, доля $N_2O_4$ в смеси равна $66,3$ % $\approx \frac{2}{3}$)