Question

Рассчитайте объем кислорода, необходимого для полного сгорания 2.24 мл метана

Answer 1

Ответ:

Ch4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

1моль 2моль

2.24 мл = 0.00224 дм^3

n = 0.00224 : 22.4 = 0.0001 моль - метан

n (O2) = 2 * 0.0001 = 0.0002 моль

V = 22.4 дм3 * 0.0002 моль = 0.00448 дм3 = 4.48 мл

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение химической реакции полного сгорания метана (CH4) в кислороде (O2).

Уравнение реакции сгорания метана выглядит следующим образом:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Это означает, что для полного сгорания одной молекулы метана требуется две молекулы кислорода.

Молярная масса метана (CH4) равна примерно 16 г/моль, а молярная масса кислорода (O2) составляет примерно 32 г/моль (по условию, предположим, что кислород находится в виде \(O_2\)).

Теперь рассчитаем количество молей метана, используя его объем и идеальный газовый закон:

\[PV = nRT\]

где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество молей, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура.

У нас дан объем метана, равный 2.24 мл (0.00224 л). Предположим, что это при нормальных условиях (обычно используют \(273.15 K\) для температуры и \(1 atm\) для давления). Универсальная газовая постоянная \(R\) равна примерно \(0.0821 L \cdot atm/(K \cdot mol)\).

Переведем объем метана в количество молей, используя уравнение идеального газа:

\[n = \frac{PV}{RT}\]

\[n = \frac{(1 atm) \cdot (0.00224 L)}{(0.0821 L \cdot atm/(K \cdot mol)) \cdot (273.15 K)}\]

\[n \approx 0.0001 \text{ моль метана}\]

Исходя из уравнения реакции, чтобы полностью сгореть 1 моль метана, требуется 2 моля кислорода. Следовательно, для 0.0001 моля метана потребуется:

\[0.0001 \text{ моль метана} \times 2 \text{ моль кислорода/моль метана} = 0.0002 \text{ моль кислорода}\]

Теперь найдем объем кислорода, необходимый для этого количества молей. Для этого снова используем уравнение идеального газа:

\[n = \frac{PV}{RT}\]

Теперь мы ищем объем кислорода (\(V\)), зная количество молей (\(n\)):

\[V = \frac{nRT}{P}\]

\[V = \frac{(0.0002 \text{ моль}) \times (0.0821 \text{ L} \cdot \text{atm} / (\text{K} \cdot \text{mol})) \times 273.15 \text{ K}}{1 \text{ atm}}\]

\[V \approx 0.0045 \text{ л} = 4.5 \text{ мл}\]

Следовательно, для полного сгорания 2.24 мл метана потребуется приблизительно 4.5 мл кислорода при нормальных условиях.