Question

На спалювання 9, 49л ацетилену витратили 22,96л кисню (н.у.). Визначте об’ємну частку негорючих домішок в ацетилені.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

Об'єм ацетилену: V₁ = 9,49 л

Об'єм кисню: V₂ = 22,96 л

Об'ємну частку негорючих домішок в ацетилені позначимо як х

Розв'язок:

На основі рівняння реакції спалювання ацетилену з киснем можна записати, що кількість кисню, необхідна для спалювання ацетилену повністю, повинна бути у два рази більша за кількість ацетилену:

C₂H₂ + 2,5O₂ → 2CO₂ + H₂O

З використанням закону Бойля-Маріотта можна перевести об'єм кисню до нормальних умов (н.у.), оскільки дано об'єми газів за інших умов:

V₂(н.у.) = V₂(звич.) * (P₁ / P₂) * (T₂ / T₁) = 22,96 л * (101,3 кПа / 100 кПа) * (273 K / 298 K) = 24,96 л

Знаючи, що повна кількість кисню, необхідна для спалювання ацетилену повністю, дорівнює 2,5 молям, можна записати співвідношення між об'ємами ацетилену і кисню, які беруть участь у реакції:

V₁ / 2,5 = V₂(н.у.) / 1

Підставляючи значення V₁ і V₂(н.у.), отримуємо:

9,49 л / 2,5 = 24,96 л / 1

Розв'язуючи рівняння відносно х, отримуємо:

х = (V₁ - 2,5 * V₂(н.у.)) / V₁ = (9,49 л - 2,5 * 24,96 л) / 9,49 л ≈ 0,15

Відповідь: об'ємна частка негорючих домішок в ацетилені становить близько 0,15.

Answer 2

Для визначення об'ємної частки негорючих домішок в ацетилені спершу знайдемо, скільки ацетилену було спожито під час спалювання.

Реакція спалювання ацетилена (C2H2) з киснем (O2) веде до утворення вуглекислого газу (CO2) і води (H2O) за наступною рівнянням:

C2H2 + 2.5O2 → 2CO2 + H2O

За рівнянням видно, що кожен моль ацетилена (C2H2) споживає 2.5 молі кисню (O2). Тобто, для 9,49 л ацетилена, нам знадобиться:

9,49 л C2H2 * (1 моль C2H2 / 22,4 л C2H2) = 0,423 моль C2H2

Тепер знаємо, що було спожито 0,423 моль ацетилена.

Відомо, що було спожито 22,96 л кисню за нормальних умов (н.у.). Оскільки молекула кисню (O2) має об'єм 22,4 л при н.у., то це означає, що було спожито:

22,96 л O2 * (1 моль O2 / 22,4 л O2) = 1,025 моль O2

Тепер ми знаємо, що було спожито 1,025 моль кисню.

Оскільки відомо, що кожен моль ацетилена споживає 2.5 молі кисню, ми можемо визначити, скільки молей кисню було потрібно для спалювання 0,423 моль ацетилена:

0,423 моль C2H2 * 2,5 моль O2 / 1 моль C2H2 = 1,058 моль O2

Тепер ми знаємо, що спожито 1,058 моль кисню для спалювання 0,423 моль ацетилена. Решта кисню, який був спожитий (1,025 моль - 1,058 моль = -0,033 моль) був спожитий негорючими домішками в ацетилені.

Тепер можемо визначити об'ємну частку негорючих домішок у відсотках:

Об'ємна частка негорючих домішок (%) = (моль негорючих домішок / загальна кількість молей) * 100

Об'ємна частка негорючих домішок (%) = (-0,033 моль / 0,423 моль) * 100 ≈ -7,8%

Отже, об'ємна частка негорючих домішок в ацетилені становить приблизно -7,8%. Значення негативне, оскільки було спожито більше кисню, ніж було потрібно для спалювання ацетилена, що свідчить про можливу наявність негорючих домішок.

Answer 3

Для визначення об'ємної частки негорючих домішок в ацетилені спочатку визначимо, скільки кисню споживається при повному спалюванні ацетилену, а потім розрахуємо залишковий об'єм кисню, який не згорів.

Реакція спалювання ацетилену (C2H2) в кисні (O2) виглядає так:

C2H2 + 2.5O2 → 2CO2 + H2O

Ця реакція показує, що для кожного молькулі ацетилену потрібно 2.5 молекули кисню. Отже, споживається 2.5 моль кисню на 1 моль ацетилену.

За законом добування газів молекульний об'єм газу можна розрахувати на основі кількості молей. Для наших обчислень використаємо молекулярну масу ацетилену (C2H2), яка становить приблизно 26 г/моль.

Об'єм ацетилену (V1) можна розрахувати з використанням ідеального газового закону:

PV = nRT

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (приблизно 8.31 Дж/(моль·К)), T - температура (в Кельвінах).

Тепер можемо розрахувати кількість молей ацетилену (n1) в 9.49 літрах ацетилену за нормальних умов (н.у.). За нормальних умов (н.у.) тиск і температура рівні 1 атмосфері та 273 К:

n1 = (P * V1) / (R * T) n1 = (1 atm * 9.49 L) / (0.0821 L·atm/(mol·K) * 273 K) n1 ≈ 0.44 моль

Тепер ми знаємо, що в 9.49 літрах ацетилену міститься близько 0.44 моль ацетилену.

Враховуючи стехіометричний коефіцієнт 2.5 для кисню в реакції спалювання ацетилену, маса кисню, яка була би витрачена на повне спалювання цього об'єму ацетилену, буде:

Маса кисню = 2.5 * маса ацетилену Маса кисню = 2.5 * (0.44 моль * 26 г/моль) = 28.6 г

Тепер ми знаємо, що для повного спалювання 9.49 літра ацетилену потрібно близько 28.6 г кисню. Однак нам дали інформацію, що витратили 22.96 літра кисню.

Отже, залишковий об'єм кисню (V2) в ацетилені буде:

V2 = Vідомий кисень - Кількість кисню, необхідного для спалювання ацетилену V2 = 22.96 л - 9.49 л ≈ 13.47 л

Тепер ми знаємо, що у 9.49 літрах ацетилену залишилося близько 13.47 літра кисню. Об'ємна частка негорючих домішок в ацетилені можна розрахувати, поділивши об'єм залишкового кисню на загальний об'єм ацетилену і помноживши на 100%:

Об'ємна частка негорючих домішок = (V2 / V1) * 100% Об'ємна частка негорючих домішок ≈ (13.47 л / 9.49 л) * 100% ≈ 142%

Отже, об'ємна частка негорючих домішок в ацетилені становить приблизно 142%. Такий результат може бути неправдоподібним, і це може бути обумовлено некоректними даними або помилкою у вхідних параметрах задачі. У реальності об'ємна частка негорючих домішок не може перевищувати 100%, тому це варто перевірити.