Question

Решите две задачи(с дано и подробным решением, пожалуйста). 1) В результате сжигания пропан-бутановой смеси (соотношение объемов газов 1:2) образовался углекислый газ объемом 247 л (н. у.). Теплота сгорания пропана составляет 2220 кДж/моль, а бутана - 2878 кДж/моль. Вычислите и укажите объем (л) метана, который надо сжечь (теплота сгорания 890 кДж/моль), чтобы добыть такое же количество теплоты, как от сгорания пропан-бутановой смеси. 2) Теплота сгорания пропана составляет 2220 кДж/моль, а бутана - 2878 кДж/моль. Вычислите и укажите объем (л) метана, который надо сжечь (теплота сгорания 890 кДж/моль), чтобы добыть такое же количество теплоты, как от сгорания пропан-бутановой смеси (соотношение объемов газов 1:1) объемом 448 л.

Answer 1

     Решение в приложении с дано

Answer 2

1. Для решения этой задачи мы можем использовать закон Комбинации Газов и уравнение состояния идеальных газов. Закон Комбинации Газов гласит, что объемы газов, участвующих в химической реакции, и их коэффициенты стехиометрии связаны следующим образом:

(V1 / n1) = (V2 / n2)

где V1 и V2 - объемы газов, n1 и n2 - количество молей соответствующих газов.

Сначала найдем количество молей пропана и бутана, сгоревших в реакции:

Пропан (C3H8): Теплота сгорания = 2220 кДж/моль Бутан (C4H10): Теплота сгорания = 2878 кДж/моль

Для пропана: n1 = Q1 / ΔH1 = 247 л * 101.3 кПа / (8.314 кПа * л / моль * К * 273 К) / 2220 кДж/моль = 5 моль

Для бутана: n2 = Q2 / ΔH2 = 247 л * 101.3 кПа / (8.314 кПа * л / моль * К * 273 К) / 2878 кДж/моль = 3 моль

Теперь у нас есть количество молей пропана и бутана, которые сгорели в реакции. Мы хотим найти объем метана (CH4), который необходимо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты.

Метан (CH4): Теплота сгорания = 890 кДж/моль

Пусть n3 - количество молей метана, которое нам нужно сжечь. Тогда мы можем записать уравнение:

n1 + n2 = n3

5 моль + 3 моль = n3 n3 = 8 моль

Теперь, используя закон Комбинации Газов, мы можем найти объем метана (V3):

(V1 / n1) = (V3 / n3)

(247 л / 5 моль) = (V3 / 8 моль)

V3 = (247 л * 8 моль) / 5 моль = 395.2 л

Таким образом, объем метана, который надо сжечь, чтобы добыть такое же количество теплоты, как от сгорания пропан-бутановой смеси, составляет 395.2 л.

2. Для этой задачи у нас уже есть объем смеси пропана и бутана (448 л), и мы хотим найти объем метана, который нужно сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты.

По аналогии с предыдущей задачей, мы можем сначала найти количество молей пропана и бутана в смеси:

Пропан (C3H8): Теплота сгорания = 2220 кДж/моль Бутан (C4H10): Теплота сгорания = 2878 кДж/моль

Для пропана: n1 = (448 л * 101.3 кПа) / (8.314 кПа * л / моль * К * 273 К) / 2220 кДж/моль ≈ 9.36 моль

Для бутана: n2 = (448 л * 101.3 кПа) / (8.314 кПа * л / моль * К * 273 К) / 2878 кДж/моль ≈ 6.06 моль

Теперь, чтобы получить такое же количество теплоты, мы сожжем метан:

Метан (CH4): Теплота сгорания = 890 кДж/моль

Пусть n3 - количество молей метана, которое нам нужно сжечь. Тогда мы можем записать уравнение:

n1 + n2 = n3

9.36 моль + 6.06 моль = n3 n3 ≈ 15.42 моль

Теперь, используя закон Комбинации Газов, мы можем найти объем метана (V3):

(V1 / n1) = (V3 / n3)

(448 л / (9.36 моль + 6.06 моль)) = (V3 / 15.42 моль)

V3 ≈ (448 л * 15.42 моль) / 15.42 моль ≈ 448 л

Таким образом, объем метана, который надо сжечь, чтобы добыть такое же количество теплоты, как от сгорания пропан-бутановой смеси объемом 448 л, составляет примерно 448 л.