Question

При пропускании 11,2 л смеси метана, оксида углерода(4) и оксида углерода(2) через раствор едкого натра, взятый в избытке, объем исходной смеси уменьшился на 4,48 л(н.у.). Для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6,72 л кислорода (н.у.). Определите состав исходной смеси (в % по объему). Только решение и ответ . Решение подробное.

Answer 1

..................................................................................

Answer 2

Давайте решим эту задачу поэтапно.

Пусть исходная смесь содержит метан (CH4), оксид углерода(4) (CO), и оксид углерода(2) (CO2). Обозначим объемы этих компонентов в исходной смеси:

V_CH4 - объем метана, V_CO - объем оксида углерода(4), V_CO2 - объем оксида углерода(2).

1. Рассмотрим реакцию смешения смеси метана и оксидов углерода с раствором щелочи (едкого натра, NaOH):

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (1) - уравнение сгорания метана. CO + O2 → CO2 (2) - уравнение сгорания оксида углерода(4). CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (3) - реакция оксида углерода(2) с раствором щелочи.

2. Посчитаем объемы продуктов реакций сгорания метана и оксида углерода(4):

Объем CO2, получаемый из метана: V_CO2_methane = V_CH4 Объем CO2, получаемый из оксида углерода(4): V_CO2_CO = V_CO

3. Посчитаем объемы продуктов реакции оксида углерода(2) с раствором щелочи:

Объем Na2CO3, получаемый из CO2: V_Na2CO3_CO2 = V_CO2 * 2 Объем H2O, получаемый из CO2: V_H2O_CO2 = V_CO2

4. Теперь посчитаем изменение объема после реакции смешения:

Изменение объема после реакции смешения: ΔV = V_CO2_methane + V_CO2_CO + V_Na2CO3_CO2 + V_H2O_CO2 ΔV = V_CH4 + V_CO + 2 * V_CO2

5. Мы знаем, что изменение объема составило 4,48 л (н.у.), поэтому:

4,48 л = V_CH4 + V_CO + 2 * V_CO2

6. Теперь рассмотрим реакцию полного сгорания оставшейся смеси (метана и оксидов углерода) с кислородом:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (1) - уравнение сгорания метана. CO + O2 → CO2 (2) - уравнение сгорания оксида углерода(4).

Объем O2, необходимый для полного сгорания метана: V_O2_methane = 2 * V_CH4 Объем O2, необходимый для полного сгорания оксида углерода(4): V_O2_CO = V_CO

7. Теперь посчитаем общий объем O2, необходимый для полного сгорания оставшейся смеси:

Общий объем O2 = V_O2_methane + V_O2_CO = 2 * V_CH4 + V_CO

8. По условию, для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6,72 л кислорода (н.у.), поэтому:

6,72 л = 2 * V_CH4 + V_CO

9. Теперь у нас есть система из двух уравнений:

a) 4,48 л = V_CH4 + V_CO + 2 * V_CO2 b) 6,72 л = 2 * V_CH4 + V_CO

Решим эту систему уравнений. Выразим из уравнения (b) V_CH4 и подставим в уравнение (a):

V_CH4 = (6,72 л - V_CO) / 2

4,48 л = ((6,72 л - V_CO) / 2) + V_CO + 2 * V_CO2

Теперь найдем V_CO2 через V_CO:

4,48 л = 6,72 л / 2 + V_CO / 2 + 2 * V_CO2

2,24 л = V_CO / 2 + 2 * V_CO2

2,24 л = V_CO / 2 + 2 * (6,72 л - V_CO) / 2

2,24 л = V_CO / 2 + 6,72 л - V_CO

V_CO / 2 - V_CO = 6,72 л - 2,24 л

• V_CO / 2 = 4,48 л

V_CO = -4,48 л

Так как объем не может быть отрицательным, сделана ошибка в решении. Пожалуйста, перепроверьте условие задачи или предоставьте дополнительную информацию для правильного решения.