Question

При сжигании 5 л смеси метана и этана образовался углекислый газ объемом 6 л. Определите объемные доли газов в исходной смеси. Пожалуста

Answer 1

1)СН4 + 2О2= СО2 +2 Н2О

2)С2Н6 + 3.5О2 = 2СО2 + 3Н2О

х- СН4, у – объем С2Н6

х – объем СО2 по уравнению 1)

2 у - объем СО2 по уравнению 2)

Сотавим систему уравнений

х+у=5

х+2у=6

х=5-у

(5-у)+2у=6

у=1, С2Н6

φ С2Н6=1/5=0,2*100%=20%

φ СН4=80%

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте воспользуемся законами сохранения массы и объема газов.

Исходные данные:

• Объем смеси метана и этана перед сжиганием: 5 л
• Объем углекислого газа после сжигания: 6 л

Предположим, что в исходной смеси метана и этана объем метана равен V1 л, а объем этана равен V2 л. Тогда объем углекислого газа, образовавшегося при сжигании метана и этана, можно представить как сумму объемов углекислого газа, образовавшегося от метана и этана:

Объем углекислого газа от метана (CO2 от метана) + Объем углекислого газа от этана (CO2 от этана) = Общий объем углекислого газа

Теперь давайте выразим объем углекислого газа от метана и этана через их объемные доли в исходной смеси и используем стехиометрические соотношения между ними.

Метан сжигается по уравнению: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Этан сжигается по уравнению: C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O

Из уравнений видно, что для каждого молекулы метана образуется одна молекула углекислого газа, а для каждой молекулы этана образуется две молекулы углекислого газа.

Теперь, давайте определим количество молекул метана и этана в исходной смеси и выразим их объемы через объемные доли.

Пусть x - объемная доля метана в исходной смеси, тогда (1 - x) - объемная доля этана.

Объем метана в исходной смеси: V1 = 5 л * x Объем этана в исходной смеси: V2 = 5 л * (1 - x)

Объем углекислого газа от метана: V_CO2_метана = V1 л Объем углекислого газа от этана: V_CO2_этана = 2 * V2 л = 2 * 5 л * (1 - x) л = 10 л * (1 - x)

Теперь суммируем объемы углекислого газа:

V_CO2_метана + V_CO2_этана = Общий объем углекислого газа V1 + 10 * (1 - x) = 6

Теперь решим уравнение относительно x:

5x + 10 - 10x = 6 -5x = 6 - 10 -5x = -4 x = -4 / -5 x = 4/5

Таким образом, объемная доля метана (CH4) в исходной смеси составляет 4/5, а объемная доля этана (C2H6) составляет (1 - 4/5) = 1/5.

Таким образом, объемные доли газов в исходной смеси составляют 4/5 (80%) метана и 1/5 (20%) этана.