Question

При спалюванні метану утворився вуглекислий газ об’ємом 80 л. Якій кількості речовини відповідає такий об’єм? Які об’єми вихідних речовин прореагували?

Answer 1

Відповідь: 3,57 моль; 80 л СН4; 160 л О2

Дано:

V(CO2) = 80 л

Знайти:

n(CO2) - ?

V(CH4) - ?

V(O2) - ?

Розв'язок:

Vm = 22,4 л/моль

n(CO2) = V(CO2)/Vm = 80 л/22,4 л/моль =  3,57 моль

Складаємо РХР: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О

З РХР бачимо, що V(CH4) = V(CO2); V(CH4) = 80 л;

V(O2) = 2V(CO2); V(O2) = 2*80 л = 160 л

Відповідь: 3,57 моль; 80 л СН4; 160 л О2

 

Answer 2

Щоб вирішити цю задачу, ми можемо скористатися стехіометричними відношеннями з рівняння реакції згоряння метану (CH₄).

Реакція горіння метану виглядає так: $CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)$

За цим рівнянням видно, що один моль метану (CH₄) реагує з двома мольми кисню (O₂) та утворює один моль вуглекислого газу (CO₂) і два молі водню (H₂O).

1. Кількість речовини в вуглекислому газі: Задача вказує, що утворився вуглекислий газ об’ємом 80 л. Умовно, ми можемо вважати, що це 80 літрів при стандартних умовах (STP). При STP, 1 моль будь-якого ідеального газу займає об'єм приблизно 22,4 літра.

   Кількість молей $n$ вуглекислого газу можна знайти, розділивши об'єм на об'єм одного молю: $n = \frac{80 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 3.57 \, \text{моль}$

2. Кількість речовини в метані (вихідний реагент): Враховуючи стехіометричні коефіцієнти у рівнянні реакції, 1 моль метану (CH₄) реагує з 2 мольмами кисню (O₂) та утворює 1 моль вуглекислого газу (CO₂). Отже, кількість молей метану, яка реагувала, також дорівнює 3.57 моль (бо стосунок між метаном і CO₂ у реакції - 1:1).

3. Кількість речовини в кисні (вихідний реагент): Кількість молей кисню можна знайти з рівняння реакції: 1 моль CH₄ реагує з 2 мольмами O₂. Отже, кількість молей кисню, яка реагувала, дорівнює $3.57 \, \text{моль} \times 2 = 7.14 \, \text{моль}$.

Отже, відповідно до задачі, утворилося 3.57 моль вуглекислого газу, і реагувало 3.57 моль метану та 7.14 моль кисню.