Question

10. Суміш етену й етину об'ємом 60 л (н.у.), в якій об'ємна частка етену 25%, спалили. Обчисліть об'єм утвореного карбон(IV) оксиду.​

Answer 1

Відповідь

Рівняння реакції горіння етену має вигляд:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Рівняння реакції горіння етану має вигляд

2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O

Оскільки ми знаємо, що об'ємна частка етену становить 25%, ми можемо обчислити об'єми етену та етану в суміші наступним чином:

Об'єм етену = 0,25 х 60 л = 15 л

Об'єм етану = 60 л - 15 л = 45 л

Тепер ми можемо розрахувати об'єм вуглекислого газу, що утвориться при згорянні суміші. Спочатку потрібно визначити, який вуглеводень є лімітуючим в реакції.

Для етену:

1 моль C2H4 утворює 2 моль CO2

Отже, 0,25 моль C2H4 (15 л/60 л х н.у. = 0,25 моль) утворить 0,5 моль CO2

Для етану:

1 моль C2H6 утворює 2 моль CO2

Отже, 0,125 моль C2H6 (45 л/60 л х н.у. = 0,75 моль - 0,25 моль C2H4 = 0,5 моль C2H6) утворює 0,25 моль CO2

Отже, загальна кількість молей СО2, що утвориться при згорянні суміші, дорівнює

0,5 моль CO2 з етену + 0,25 моль CO2 з етану = 0,75 моль CO2

Нарешті, ми можемо перевести молі в об'єм, використовуючи закон ідеального газу:

PV = nRT

де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молей, R - газова стала, T - температура.

Припускаючи, що тиск, температура і газова стала постійні, ми можемо використати наступне рівняння для переведення молей в об'єм:

V = n x (RT/P)

Використовуючи стандартні умови (STP), де тиск дорівнює 1 атм, а температура 273 К, ми можемо спростити рівняння до

V = n x 22,4 л/моль

Таким чином, об'єм вуглекислого газу, що утворився, становить

0,75 моль х 22,4 л/моль = 16,8 л

Отже, об'єм вуглекислого газу, що утвориться під час спалювання суміші етену та етану, дорівнює 16,8 л.

Answer 2

Для вирішення цього завдання потрібно використати стехіометрію та співвідношення між речовинами у хімічній реакції згідно з їхнями мольними співвідношеннями.

Спочатку складемо рівняння хімічної реакції спалювання етену (C2H4):

C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O

З рівняння видно, що для кожних 2 молекулів етену утворюється 2 молекули карбон(IV) оксиду (CO2). Тому мольне співвідношення між етеном і карбон(IV) оксидом є 1:1.

За умовою задачі об'ємна частка етену в суміші становить 25%, тобто об'єм етену складає 0.25 * 60 л = 15 л.

Таким чином, ми маємо 15 л етену, що відповідає 15 моль етену.

Оскільки мольне співвідношення між етеном і карбон(IV) оксидом є 1:1, то об'єм утвореного карбон(IV) оксиду також дорівнюватиме 15 л.

Отже, об'єм утвореного карбон(IV) оксиду складатиме 15 л.