Химия

Выбираем для расчетов образец смеси количеством вещества 1 моль. Рассчитываем молярную массу исходной газовой смеси:

$M(г) = D \cdot M(H_{2}); M(г) = 15 \cdot 2 = 30 г/моль$.

Тогда масса 1 моль исходной газовой смеси равна 30 г. Количество исходной газовой смеси равно сумме количеств кислорода и оксида углерода и составляет 1 моль:

$\nu_{1}(O_{2}) + \nu_{1}(CO) = 1 моль$.

Тогда

$\nu_{1}(CO) = 1 - \nu_{1}(O_{2})$.

Выражаем массы кислорода и оксида углерода в исходной смеси:

$m_{1}(O_{2}) = \nu_{1}(O_{2}) \cdot M(O_{2}); m_{1}(O_{2}) = \nu_{1}(O_{2}) \cdot 32$;
$m_{1}(CO) = \nu_{1}(CO) \cdot M(CO); дг1(СО) = (1 - \nu_{1}(O_{2})) \cdot 28$.

Масса смеси равна 30 г:

$m_{1}(O_{2}) + m_{1}(CO) = 30 г$.

Переписываем уравнение, подставив значения масс кислорода и оксида углерода:

$\nu_{1}(O_{2}) \cdot 32 + (1 - \nu_{1}(O_{2})) \cdot 28 = 30$,

отсюда

$\nu_{1}(O_{2}) = 0,5 моль$.

Тогда

$\nu_{1}(CO) = 1 - 0,5 = 0,5 моль$.

Записываем уравнение реакции:

$2CO + O_{2} \rightarrow 2CO_{2}$.

Установим вещество, взятое в избытке. С 0,5 моль оксида углерода (II) прореагирует 0,25 моль кислорода. Следовательно, кислород взят в избытке, оксид углерода (II) прореагирует полностью.

Определяем количество образовавшегося оксида углерода (IV). Из уравнения следует, что

$\nu (CO_{2}) = \nu_{1}(CO); \nu (CO_{2}) = 0,5 моль$.

В соответствии с уравнением в реакцию вступило 0,25 моль кислорода. Следовательно, количество кислорода после реакции равно разности исходного количества кислорода и прореагировавшего:

$\nu_{2}(O_{2}) = 0,5 - 0,25 = 0,25 моль$

Согласно закону сохранения массы вещества масса газа после реакции равна массе веществ, вступивших в реакцию. Таким образом, масса газа после реакции будет составлять 30 г.

Количество газа после реакции равно сумме количеств образовавшегося оксида углерода (IV) и непрореагировавшего кислорода:

$\nu (г) = \nu (CO_{2}) + \nu_{2}(O_{2})$;
$\nu (г) = 0,5 + 0,25 = 0,75 моль$.

Определяем молярную массу газа после реакции:

$M(г) = \frac{m(г)}{ \nu (г)}; M_{1}(г) = \frac{30}{0,75} = 40 г/моль$.