Question

Какой объём и какая масса кислорода потребуется для сжигания 250л метана, если продуктами горения метана является оксид углерода (IV) и вода? Ответ: 500 л, 714 г.

Answer 1

250    x
CH4+2O2=CO2+2H2O
1       2
x=250*5/1=500
n(O2)=500/22.4=22.3 моль
масса (О2)=32*22,3=714 г

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится сбалансированное уравнение реакции сгорания метана:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Из уравнения видно, что для сгорания одной молекулы метана требуется 2 молекулы кислорода. Отсюда можно составить пропорцию:

1 мол CH₄ : 2 мол O₂ = 250 л CH₄ : Х л O₂

Теперь найдем количество кислорода в литрах (Х):

Х = (2 мол O₂ / 1 мол CH₄) * 250 л CH₄ = 500 л O₂

Таким образом, для сжигания 250 л метана требуется 500 л кислорода.

Для расчета массы кислорода (О₂) нам понадобится знать его молярную массу. Молярная масса кислорода равна примерно 32 г/моль.

Масса кислорода (О₂) = количество (моль) * молярная масса (г/моль)

Количество (моль) кислорода можно найти, используя объем (л) и идеальный газовый закон:

PV = nRT

P - давление (предположим, что оно равно атмосферному давлению, около 1 атм) V - объем кислорода (500 л) n - количество (моль) кислорода R - универсальная газовая постоянная (0,0821 латм/(мольК)) T - температура (предположим, что она равна комнатной, примерно 298 К)

n = PV / RT = (1 атм * 500 л) / (0,0821 латм/(мольК) * 298 К) ≈ 20 моль

Теперь можем найти массу кислорода:

Масса кислорода = количество (моль) * молярная масса (г/моль) = 20 моль * 32 г/моль ≈ 640 г

Таким образом, для сжигания 250 л метана потребуется около 500 л кислорода и его масса составит примерно 640 г. Ответ, указанный в вашем вопросе (500 л, 714 г), вероятно, содержит некоторые неточности или округления.