Question

Суміш чадного газу, метану (СН4) та кисню об‘ємом 2 л (н.у) підпалили. Після проходження реакції та приведення до початкових умов об‘єм суміші зменшився до 1,2 л. Після пропускання продуктів реакції через надлишок розчину лугу, об’єм газу, що залишився, склав 500 мл. При внесення в цей газ тліючої скіпки вона яскраво спалахнула. Розрахуйте склад (у об’ємних %) початкової суміші.

Answer 1

Ответ:

1 л CO2 и 3 л O2

Объяснение:

V(CH4):V(O2)=1:2, поетому V(O2)=2*V(CH4)=2*1=2л

V(CH4):(V(O2)=1:1, поетому V(CO2)= 1л

Вода в продуктах реакции - жидкость, значит остался кислород:

V(O2)=5л-2л=3л

Answer 2

Давайте розглянемо реакцію горіння метану (СН₄) у наявності кисню (O₂):

\[ CH₄(g) + 2O₂(g) \rightarrow CO₂(g) + 2H₂O(g) \]

З цієї реакції виходить, що один об'єм метану взаємодіє з двома об'ємами кисню, утворюючи один об'єм \(CO₂\) та два об'єми \(H₂O\).

Спочатку об'єм суміші газів дорівнює 2 л (нормальних умов), а потім зменшується до 1,2 л. Отже, можемо припустити, що усе метан та кисень взаємодійшли.

Після реакції об'єм \(CO₂\) та \(H₂O\) становить 2 л - 1,2 л = 0,8 л. Оскільки за реакцією відношення об'єму \(CO₂\) до об'єму \(CH₄\) дорівнює 1:1, об'єм \(CO₂\) також дорівнює 0,8 л. Тепер, враховуючи, що відношення між \(CO₂\) та \(H₂O\) утвореної води дорівнює 1:2, об'єм \(H₂O\) становить \(2 \times 0,8 = 1,6\) л.

Отже, після реакції суміш газів складається з 0,8 л \(CO₂\) і 1,6 л \(H₂O\).

Після цього продукти реакції пропускають через надлишок розчину лугу. Луг реагує з \(CO₂\) за наступною реакцією:

\[ CO₂(g) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na₂CO₃(aq) + H₂O(l) \]

З цієї реакції виходить, що один молекулярний еквівалент \(CO₂\) реагує з двома молекулярними еквівалентами \(NaOH\). Отже, об'єм \(CO₂\) утвореного \(Na₂CO₃\) буде такий самий, як об'єм \(CO₂\) у початковій суміші, тобто 0,8 л.

Після цієї реакції об'єм газу зменшується до 0,8 л. Тепер ми знаємо, що утворений \(Na₂CO₃\) укладається в об'єм 0,8 л.

Також сказано, що об'єм газу, який залишився після пропускання продуктів реакції через луг, становить 500 мл (0,5 л).

Таким чином, склад початкової суміші можна визначити наступним чином:

- Об'єм \(CH₄\) в початковій суміші = Об'єм газу після лугу + Об'єм \(CO₂\) утвореного \(Na₂CO₃\) = 0,5 л + 0,8 л = 1,3 л.

Тепер можемо розрахувати відсотковий склад початкової суміші:

- Відсоток метану \(CH₄\) у суміші: \((Об'єм\ CH₄ / Загальний\ об'єм) \times 100\% = (1,3\ л / 2\ л) \times 100\% = 65\%\). - Відсоток кисню \(O₂\) у суміші: \((Об'єм\ O₂ / Загальний\ об'єм) \times 100\% = (0,5\ л / 2\ л) \times 100\% = 25\%\).

Отже, початкова суміш містила близько 65% метану та 25% кисню.