Каковы объёмные доли N2 и H2 в газовой смеси, используемой для синтеза аммиака, если её относительная плотность

Тема вопроса: Объёмные доли N2 и H2 в газовой смеси для синтеза аммиака

Пояснение:
Для решения данной задачи нам необходимо знать относительную плотность газовой смеси по водороду. Относительная плотность (отношение массы газовой смеси к массе такого же объёма водорода при стандартных условиях) прямо пропорциональна суммарной массе составляющих газов. Так как газовая смесь используется для синтеза аммиака, она содержит азот (N2) и водород (H2).

Относительная плотность по водороду (dH2) равна 8,8, что означает, что масса газовой смеси в 8,8 раз больше, чем масса такого же объёма водорода.

Рассмотрим объёмы газов в смеси. Пусть V обозначает объём газовой смеси, V_N2 - объём азота (N2), а V_H2 - объём водорода (H2).

Относительные доли газов в смеси в объёмном отношении будут равны их объёмам в смеси.

Из этого следует, что:
V_N2 = V * x_N2,
V_H2 = V * x_H2,

где x_N2 и x_H2 - объёмные доли азота и водорода соответственно.

Также мы знаем, что относительная плотность по водороду составляет 8,8, поэтому
V * (x_N2 + x_H2) = 8,8 * V_H2.

Так как масса газовой смеси прямо пропорциональна суммарной массе составляющих газов, то
V_N2 + V_H2 = 8,8 * V_H2.

Подставляя значения объёмов газов и упрощая уравнение, получаем:
V * x_N2 + V * x_H2 = 8,8 * V_H2,
x_N2 + x_H2 = 8,8.

Так как объёмные доли являются долей по объёму в смеси, их сумма равна 1, поэтому
x_N2 + x_H2 = 1.

Решая систему уравнений, находим:
x_N2 = 0,1,
x_H2 = 0,9.

Таким образом, объёмная доля N2 в газовой смеси составляет 0,1 или 10%, а объёмная доля H2 составляет 0,9 или 90%.

Например:
Задача: Каковы объёмные доли N2 и H2 в газовой смеси, используемой для синтеза аммиака, если её относительная плотность по водороду составляет 8,8?

Ответ: Объёмная доля N2 составляет 0,1 или 10%, а объёмная доля H2 составляет 0,9 или 90%.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить понятия относительной плотности, объёмной доли и их взаимосвязь. Также полезно ознакомиться с примерами применения данной формулы.

Дополнительное упражнение:
Рассмотрим газовую смесь, состоящую из азота (N2), водорода (H2) и кислорода (O2). Относительная плотность газовой смеси по водороду составляет 16,5. Найдите объёмные доли каждого газа в этой смеси.