Question

Газовая смесь, состоящая из водорода, метана и оксида углерода, имеет плотность 0,857 г/дм3 (при н.у.). Для полного сжигания одного объема смеси требуется 4,52 объема воздуха. определите состав горючей смеси в объемных процентах.

Answer 1

Один из вариантов решения:

1) пусть объем смеси 1 дм^3, тогда ее масса 0.857 г; соот-но объем O2 в 4.52 дм^3 воздуха сос-т 4.52*0.21 = 0.9492 дм^3 (0.042375 моль);

2) ур-я р-ий сгорания комп-в смеси: а) H2 + 0.5O2 = H2O, б) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O и в) CO + 0.5O2 = CO2;

3) в смеси х моль H2 массой 2*х г, на сгор-е кот-го в соот-ии с 2а) треб-ся 0.5*х моль O2, y моль CH4 массой 16*y г, на сгор-е кот-го в соот-ии с 2б) треб-ся 2*у моль O2 и z моль CO массой 28*z г, на сгор-е кот-го в соот-ии с 2в) треб-ся 0.5*z моль O2; пол-м систему из 2 равенств x+8*y+14*z = 0.4285 и x+4*y+z = 0.08475, выр-я z из 2 равенства через х и у, пол-м z = 0.08475-x-4*y, подставив пол-е выр-е в 1 равенство, прих-м к равенству 13*х+48*у = 0.758;

4) поскольку 0.758<1, то ближайшим значением х, при кот-м будет верно равенство 13*х+48*у = 0.758, явл-ся 1/32 = 0.03125 моль, тогда у соот-но равен 0.007328125 моль, а z = 0.0241875 моль;

5) поскольку объемы прямо проп-ны кол-м в-в, пол-м: (0.03125/(0.03125+0.007328125+0.0241875))*100 = 49.79% H2, (0.007328125/(0.03125+0.007328125+0.0241875))*100 = 11.675% CH4 и (0.0241875/(0.03125+0.007328125+0.0241875))*100 = 38.536% CO.