Химия

Находим количество веще ства газовой смеси:

$\nu (смеси) = \frac{V(смеси)}{V_{m}} = \frac{14}{22,4} = 0,625 моль$.

Вычисляем среднюю молярную массу смеси:

$M(смеси) = \frac{m(смеси)}{ \nu (смеси) } = \frac{25,5}{0,625} = 40,8 г/моль$.

Находим объемную долю азота в смеси способом 1.
Пусть $x$ - объемная доля азота в смеси, тогда $(1 - x)$ - объемная доля оксида углерода (IV) в смеси:

$\phi (N_{2}) = x, \phi (CO_{2}) = 1 - x$;
$M(смеси) = \phi (N_{2}) \cdot M(N_{2}) + \phi (CO_{2}) \cdot M(CO_{2}) \Rightarrow 40,8 = x \cdot 28 + (1 - x) \cdot 44$,
$x = 0,2$, или 20%.

Определяем мольную долю азота в смеси. По закону Авогадро объемная доля газа в смеси равна его мольной доле, поэтому объемная доля ($\phi(N_{2})$) равна мольной доле ($\chi(N_{2})$), т. е. $\chi(N_{2}) = 0,2$, или 20%.

Вычисляем массовую долю азота в смеси. На основе формулы $\chi(X) = \frac{ \nu (X) }{ \nu(смеси) } = \frac{ \nu(X) }{ \nu(X) + \nu (Y) + \cdots }$ имеем

$\nu (N_{2}) = \chi(N_{2}) \cdot \nu (смеси) = 0,2 \cdot 0,625 = 0,125 моль$,

тогда $m(N_{2}) = \nu (N_{2}) \cdot M(N_{2}) = 0,125 \cdot 28 = 3,5 г$,

откуда $\omega (N_{2}) = \frac{m(N_{2} )}{m(смеси)} = \frac{3,5}{25,5} = 0,137$, или 13,7%.

Все эти действия можно объединить одной формулой $\omega (X) = \frac{\chi (X) \cdot \nu (смеси) \cdot M(X) }{m(смеси)} = \frac{ \chi(X) \cdot M(X) }{M(смеси)}$:

$\omega (N_{2} ) = \frac{ \chi (N_{2}) \cdot \nu (смеси) \cdot M(N_{2})}{m(смеси)} = \frac{0,2 \cdot 0,625 \cdot 28}{25,5} = 0,137$, или 13,7%;

или $\omega (N_{2}) = \frac{ \chi (N_{2}) \cdot M(N_{2} ) }{M(смеси)} = \frac{0,2 \cdot 28}{40,8} = 0,137$, или 13,7%.
Ответ: $\phi (N_{2}) = 0,2$, или 20%; $\chi (N_{2}) = 0,2$, или 20%; $\omega (N_{2}) = 0,137$, или 13,7%.