Question

Какую массу и какой объём метана можно сжечь в кислороде , образовавшемся при разложении 474 г перманганата калия

Answer 1

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

CH4+2O2=CO2+2H2O

m(KMnO4) = 474г

n(KMnO4) = m/Mr = 474 / 158 = 3 моль.

n(O2) = 1/2 * n(KMnO4) = 1.5 моль.

n(CH4) = 1/2 * n(O2) = 0.75 моль

m(CH4) = Mr(CH4) * n(CH4) = 12 грамм.

Ответ: 12 грамм.

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно рассмотреть реакцию разложения перманганата калия (KMnO₄) и затем определить соотношение между массой метана и объемом кислорода, который образуется при этой реакции.

Сначала запишем уравнение реакции разложения перманганата калия:

2 KMnO₄ → K₂O + 2 MnO₂ + 3 O₂

Из уравнения видно, что за каждые 2 молекулы KMnO₄ образуется 3 молекулы кислорода (O₂).

Теперь, чтобы найти массу метана, который можно сжечь в этом кислороде, нужно знать соотношение между массами перманганата калия и метана. Для этого нам понадобятся молярные массы веществ.

Молярные массы:

• KMnO₄: 39.10 г/моль (калий), 54.94 г/моль (марганец), 4 * 16.00 г/моль (кислород) = 158.04 г/моль
• CH₄ (метан): 12.01 г/моль (углерод), 4 * 1.01 г/моль (водород) = 16.05 г/моль

Теперь произведем несколько расчетов:

1. Найдем количество вещества перманганата калия в реакции:

Моль KMnO₄ = масса KMnO₄ / молярная масса KMnO₄ Моль KMnO₄ = 474 г / 158.04 г/моль ≈ 3.00 моль

2. Найдем количество вещества кислорода, образующегося при разложении перманганата калия:

Согласно уравнению реакции, каждые 2 молекулы KMnO₄ образуют 3 молекулы кислорода. Таким образом, моль кислорода = 3 моль KMnO₄ * (3 моль O₂ / 2 моль KMnO₄) = 4.50 моль

3. Найдем объем кислорода при н.у. (нормальных условиях, т.е. при температуре 0 °C и давлении 1 атм):

V = n * Vm, где Vm (молярный объем) при н.у. ≈ 22.7 л/моль.

Объем кислорода = 4.50 моль * 22.7 л/моль ≈ 102.15 л

4. Найдем массу метана, которую можно сжечь в этом объеме кислорода:

Согласно уравнению сгорания метана:

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

1 моль CH₄ сжигается с 2 молями кислорода. Таким образом, масса метана = (моль O₂ / 2) * молярная масса CH₄ Масса метана = (4.50 моль O₂ / 2) * 16.05 г/моль ≈ 36.11 г

Таким образом, можно сжечь около 36.11 г метана в кислороде, образовавшемся при разложении 474 г перманганата калия.