Question

Какой объем углекислого газа выделится при горении 30 л метана с содержанием примесей 10 % ? Полное решение, пожалуйста

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

V(CH4) = 30л

W%(примесей) = 10%

V(CO2) — ?

Составим уравнение реакции:

СН4 + 2О2 = СО2↑ + 2Н2О

Находим количество вещества

n(CH4 с примесями) = 30 : 22,4л/моль ≈ 1,34моль

где 22,4 л/моль - молярный объем газа  

Молярная масса метана 16 г/моль отсюда

m(CH4 примесями) = 1,34моль * 16г/моль = 21,44г  

Процент содержания примесей составляет 10% , тогда чистое вещество составляет W%(CH4) = 100% - 10% = 90%

m(CH4 без примесей) =  21,44 *90% : 100% ≈19,3г

n(CH4 без примесей) = 19,3 : 16г/моль≈ 1,2моль

n(CO2) = n(CH4) = 1,2моль

Найдем объем углекислого газа, который выделится при горении:

V(CO2) = 1,2 * 22,4л/моль  ≈ 27л

Answer 2

Для решения этой задачи мы должны знать химическое уравнение реакции горения метана (CH₄) в кислороде (O₂):

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Из уравнения видно, что на каждый молекулу метана требуется 2 молекулы кислорода для полного сгорания.

1. Сначала найдем количество молекул метана в 30 л при условиях стандартной температуры и давления (0°C, 1 атм):

   Поскольку метан (CH₄) - это главный компонент, а примеси составляют 10%, то объем метана составит 90% от общего объема:

   Объем метана = 0.9 * 30 л = 27 л.

2. Теперь переведем объем метана в количество молекул, используя уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молекул, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

   Переведем 27 л метана в количество молекул:

   n = PV / RT,

   где R = 0.0821 л·атм/(моль·К), T = 273 К (0°C + 273).

   n = (1 атм) * (27 л) / (0.0821 л·атм/(моль·К) * 273 К) ≈ 1.198 моль.

3. Согласно уравнению реакции горения, на 1 молекулу метана требуется 1 молекула CO₂:

   Количество молекул CO₂ = 1.198 моль.

4. Теперь переведем количество молекул CO₂ в объем:

   Объем CO₂ = количество молекул * объем одной молекулы CO₂.

   Для расчета объема одной молекулы CO₂ мы можем использовать известное значение объема одного мололя газа при стандартных условиях (Vₘ = 22.71 л/моль):

   Объем CO₂ = 1.198 моль * 22.71 л/моль ≈ 27.19 л.

Итак, объем углекислого газа (CO₂), выделенного при горении 30 л метана с содержанием примесей 10%, составляет около 27.19 л.