Question

Найдите объем углекислого газа, который образуется при взаимодействии 524г этилена и 480л кислорода

Answer 1

Напишем реакцию полного горения этилена
C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O
Считаем количество вещества этилена
n = m / M = 524 / 28 = 18.71 моль
Считаем количество вещества кислорода
n = V / Vm = 480 / 22.4 = 21.43 моль
Из уравнения реакции видим, что для сжигания 18,71 моль этилена нужно втрое больше кислорода, т.е. 18,71 * 3 = 56,13 моль
У нас столько кислорода нет. Поэтому попробуем иную реакцию
C2H4 + 2O2 = 2CO + 2H2O
Для такой реакции нужно вдвое больше кислорода чем этилена, т.е. 18,71 * 2 = 37,42 моль. У нас и столько кислорода нет. Тогда пробуем еще одну реакцию
C2H4 + O2 = 2C + 2H2O
Для этой реакции нужно кислорода столько же сколько есть этилена, т.е. 18,71 моль. Нам подходит, даже еще немного останется, а именно 21,43 - 18,71 = 2,72 моль. Этот кислород, например, может пойти на сжигание части сажи, которая образовалась в третьей реакции
2C + O2 = 2CO
Из уравнения видим, что угарного газа вдвое больше чем кислорода, т.е. 2,72 * 2 = 5,44 моль
Считаем объем СО
V = n * Vm = 5.44 * 22.4 = 121.86 л

P.S. Сам механизм горения углеводородов, да еще и в сильном недостатке кислорода, сопровождается параллельным прохождением многих разных свободнорадикальных реакций с образованием разных продуктов, поэтому нельзя со 100%-ной уверенностью утверждать, что образуется только какой-то определенный продукт реакции.

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать соотношение между реагентами и продуктами химической реакции.

Уравнение реакции между этиленом (C2H4) и кислородом (O2) для образования углекислого газа (CO2) можно записать следующим образом:

C2H4 + O2 → CO2 + H2O

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы углекислого газа необходимо одна молекула этилена и одна молекула кислорода.

Для начала нужно перевести массу этилена из граммов в молы. Для этого необходимо знать молярную массу этилена, которая равна 28 г/моль (2 массы углерода + 4 массы водорода).

Масса этилена = 524 г Количество молей этилена = масса этилена / молярная масса этилена Количество молей этилена = 524 г / 28 г/моль ≈ 18.71 моль

Затем нужно найти количество молей кислорода. Для этого необходимо знать объем кислорода и его молярный объем при нормальных условиях (0 °C и 1 атм).

Объем кислорода = 480 л Молярный объем кислорода = 22.4 л/моль (при нормальных условиях) Количество молей кислорода = объем кислорода / молярный объем кислорода Количество молей кислорода = 480 л / 22.4 л/моль ≈ 21.43 моль

Так как по уравнению реакции необходимо один моль этилена и один моль кислорода для образования одного моля углекислого газа, то количество молей углекислого газа будет равно наименьшему значению количества молей этилена и кислорода.

Количество молей углекислого газа = min(количество молей этилена, количество молей кислорода) Количество молей углекислого газа = min(18.71 моль, 21.43 моль) ≈ 18.71 моль

Наконец, для нахождения объема углекислого газа нужно умножить количество молей углекислого газа на молярный объем при нормальных условиях.

Объем углекислого газа = количество молей углекислого газа * молярный объем углекислого газа Объем углекислого газа = 18.71 моль * 22.4 л/моль ≈ 418.74 л

Таким образом, объем углекислого газа, который образуется при взаимодействии 524 г этилена и 480 л кислорода, составляет около 418.74 л.