Question

Сколько кубических метров кислорода (н.у.) будет израсходовано на сжигание 2 м (кубических) газовой смеси, состоящей из метана( объемная доля 75%)) этана (15%) и водорода?

Answer 1

СH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

C2H6 + 3.5O2 = 2CO2 + 3H2O

2H2 + O2 = 2 H2O

V CH4 = 0.75*2000 = 1500 л

V C2H6 = 2000*0.15 = 300 л

V H2 = 2000 - 1800 = 200 л

V1 O2 = 1500*2 = 3000 л

V2 O2 = 300*3.5 = 1050 л

V3 O2 = 200/2 = 100 л

V O2 =3000 + 1050 + 100 = 4150 л = 4,15 м3

Answer 2

Для расчета объема кислорода (нормальных условиях - н.у.), необходимого для полного сжигания газовой смеси, мы можем использовать химические уравнения реакций сгорания для каждого компонента смеси.

Сначала определим химические формулы для метана (CH₄), этана (C₂H₆) и водорода (H₂). Затем напишем уравнения реакций сгорания для каждого из них:

1. Метан: CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O

2. Этан: C₂H₆ + 3.5O₂ -> 2CO₂ + 3H₂O

3. Водород: 2H₂ + O₂ -> 2H₂O

Теперь у нас есть уравнения реакций сгорания для каждого компонента газовой смеси. С учетом объемных долей каждого компонента в смеси (метан - 75%, этан - 15%, водород - 10%), мы можем определить количество кислорода, необходимого для полного сжигания каждого компонента.

Для метана: - 1 моль CH₄ требует 2 молекул O₂

Для этана: - 1 моль C₂H₆ требует 3.5 молекул O₂

Для водорода: - 1 моль H₂ требует 0.5 молекул O₂

Теперь умножим количество каждого газа на соответствующее количество кислорода и сложим результаты:

\[ \text{Общее количество O₂} = (\text{моль O₂ для метана} \times \text{доля метана}) + (\text{моль O₂ для этана} \times \text{доля этана}) + (\text{моль O₂ для водорода} \times \text{доля водорода}) \]

После этого можно преобразовать количество O₂ в кубические метры, учитывая стандартные условия (н.у.). Один моль газа при н.у. занимает приблизительно 22.4 литра. Таким образом, мы можем использовать следующую формулу для преобразования:

\[ \text{Объем кислорода (н.у.)} = \text{Общее количество O₂} \times 22.4 \, \text{л/моль} \times 0.001 \, \text{м/л} \]

Теперь можно подставить значения и рассчитать результат.