Question

139. Смесь ацетилена и кислорода массой 15,4 г при н. у. занимает объем 11,2л (н.у.). Определите состав смеси (объемные доли компонентов), если смесь взорвать и сконденсировать водяные пары. 140. Вычислите, какой объем кислорода потребуется для полного сгорания 50 л пропана (объемы газов приведены при одних и тех же условиях). Какой закон используется в ходе решения этой задачи? 141. Вычислите, какой объем кислорода потребуется для полного сгорания 20 л бутана (объемы газов приведены при одних и тех же условиях). Какой закон используется для решения этой задачи?​

Answer 1

Ответ:

Так: Пусть метана х г, тогда кислорода (64-х) г, количество молей метана х/16, кислорода (64-х) /32.

Сумма молей этих газов равна 67,2/22,4=3 моля. Значит х/16+(64-х) /32=3, 2*х+64-х=96, х=32 г. Значит смесь содержит 32 г (2 моля) метана и 32 г (1 моль) кислорода.

Уравнение реакции сгорания (взрыва) : СН4 + 2 О2 -----> СО2 + 2 Н2О. По уравнению реакции на сгорание 1 моля метана нужно 2 моля кислорода, а у нас кислорода только 1 моль. Значит сгорит только 0,5 моль метана, при этом образуется 0,5 моль углекислого газа и 1 моль водяных паров. После их конденсации, останется (если не учитывать, что часть углекислого газа может раствориться в этой воде) 0,5 моль углекислого газа и 1,5 моль не сгоревшего метана. При нормальных условиях объемные доли равны мольным, значит останется смесь, состоящая на 25 % из углекислого газа и на 75 % из метана.

Это простейший (школьный вариант) решения задачи. В реальности, при таком явном недостатке кислорода реакция может пройти и иначе, с образованием например угарного газа (СО) , или кокса (сажи, С) , или даже ацетилена С2Н2 или этилена С2Н4. Но такие варианты в школьном курсе вряд ли рассматриваются.

Answer 2

Решение задач по химии

139. Состав смеси ацетилена и кислорода:

Для определения состава смеси ацетилена и кислорода, занимающей объем 11,2 л при нормальных условиях, можно воспользоваться законом Дальтона. По этому закону, "суммарное давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа, если бы он занимал объем смеси в одиночку".

Давление смеси ацетилена и кислорода можно выразить через их объемные доли:

P = P(ацетилен) + P(кислород)

Также, из уравнения состояния газа следует, что "давление пропорционально числу молей газа и его температуре, а обратно пропорционально объему".

P = nRT/V

Где: - P - давление - n - количество вещества - R - универсальная газовая постоянная - T - температура - V - объем

Таким образом, можно составить систему уравнений и решить ее для определения объемных долей ацетилена и кислорода в смеси.

140. Объем кислорода для полного сгорания пропана:

Для вычисления объема кислорода, необходимого для полного сгорания 50 л пропана, можно использовать закон пропорций. По этому закону, "объемы реагирующих газов и объемы образующихся газов при одинаковых условиях температуры и давления соотносятся целыми числами".

Уравнение реакции сгорания пропана:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моль пропана требуется 5 молей кислорода. Таким образом, можно составить пропорцию и вычислить объем кислорода.

141. Объем кислорода для полного сгорания бутана:

Аналогично, для вычисления объема кислорода, необходимого для полного сгорания 20 л бутана, можно использовать закон пропорций. По этому закону, "объемы реагирующих газов и объемы образующихся газов при одинаковых условиях температуры и давления соотносятся целыми числами".

Уравнение реакции сгорания бутана:

C4H10 + 6.5O2 → 4CO2 + 5H2O

Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моль бутана требуется 6.5 молей кислорода. Таким образом, можно составить пропорцию и вычислить объем кислорода.

Заключение:

Для решения задач по химии, включающих определение состава смесей газов и объемов реагирующих газов, можно использовать законы Дальтона и пропорций. Эти законы позволяют вычислить объемные доли компонентов смеси и объемы газов, необходимые для реакций.