Question

Какую массу и объём углекислого газа можно получить при горении а) 5 моль ацетилена; какое это кол-во молекул? б) порции этана 0,3*10^23 молекул; какое это кол-во вещества?.

Answer 1

А) считаем число молекул ацетилена N = n*Na = 5*6.02*10²³ = 30.1*10²³
Пишем реакцию
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
СО2 в 2 раза больше чем ацетилена, т.е. 10 моль
Считаем массу СО2 m = n*M = 10*44 = 440 г
Считаем объем СО2 V = n*Vm = 10*22.4 = 224 л

б) считаем количество вещества этана n = N/Na = 0.3*10²³/6.02*10²³ = 0.05 моль
Пишем реакцию
2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O
СО2 здесь в 2 раза больше чем этана, т.е. 0,1 моль
Считаем массу СО2 m = n*M = 0.1*44 = 4.4 г
Считаем объем СО2 V = n*Vm = 0.1*22.4 = 2.24 л

Answer 2

Давайте начнем с горения ацетилена (C2H2).

а) Горение ацетилена происходит по уравнению:

\[ 2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O \]

Это уравнение показывает, что при горении 2 молекулы ацетилена (C2H2) реагируют с 5 молекулами кислорода (O2) и образуют 4 молекулы диоксида углерода (CO2) и 2 молекулы воды (H2O).

Масса ацетилена (C2H2) равна сумме масс углерода (C) и массы водорода (H), умноженных на количество соответствующих атомов:

\[ M(C2H2) = 2 \cdot M(C) + 2 \cdot M(H) \]

Массы атомов: \( M(C) = 12 \) г/моль, \( M(H) = 1 \) г/моль.

\[ M(C2H2) = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 26 \] г/моль

Теперь у нас есть масса ацетилена. Мы можем использовать ее для расчета массы углекислого газа (CO2), который образуется при горении.

Масса углекислого газа (CO2) будет равна числу молей ацетилена, умноженному на массу молекулы \( CO2 \) (44 г/моль):

\[ \text{Масса } CO2 = \text{Масса } C2H2 \times \frac{4 \cdot M(C) + 2 \cdot M(O)}{2 \cdot M(C) + 2 \cdot M(H)} \]

\[ \text{Масса } CO2 = 26 \, \text{г/моль} \times \frac{4 \cdot 12 + 2 \cdot 16}{2 \cdot 12 + 2 \cdot 1} = 44 \, \text{г/моль} \]

Теперь мы можем рассчитать массу углекислого газа (CO2), которая образуется при горении 5 молей ацетилена:

\[ \text{Масса } CO2 = 5 \, \text{мол} \times 44 \, \text{г/моль} = 220 \, \text{г} \]

Теперь касательно объема. При нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление) 1 моль газа занимает объем приблизительно 22,4 литра. Таким образом, для 5 молей газа объем будет:

\[ \text{Объем } CO2 = 5 \, \text{мол} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 112 \, \text{л} \]

Теперь посчитаем количество молекул CO2. Одна моль газа содержит примерно \(6.022 \times 10^{23}\) молекул (это называется постоянной Авогадро). Таким образом, количество молекул CO2 будет:

\[ \text{Количество молекул } CO2 = 5 \, \text{мол} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \]

б) Теперь рассмотрим эффективное горение этана (C2H6). Эффективное горение этана в кислороде приводит к образованию двуокиси углерода (CO2) и воды (H2O) по уравнению:

\[ 2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O \]

В этом случае, каждая молекула этана (C2H6) приводит к образованию 4 молекул CO2.

Масса этана (C2H6) равна сумме масс углерода (C) и массы водорода (H), умноженных на количество соответствующих атомов:

\[ M(C2H6) = 2 \cdot M(C) + 6 \cdot M(H) \]

\[ M(C2H6) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 30 \, \text{г/моль} \]

Теперь, если у нас есть количество молекул этана, равное \(0.3 \times 10^{23}\), мы можем рассчитать количество молекул CO2, которые образуются:

\[ \text{Количество молекул } CO2 = 0.3 \times 10^{23} \, \text{молекул этана} \times \frac{4 \, \text{молекулы CO2}}{1 \, \text{молекула этана}} \]

Теперь у нас есть количество молекул CO2. Если мы хотим рассчитать количество вещества, мы можем использовать постоянную Авогадро:

\[ \text{Количество вещества} = \frac{\text{Количество молекул}}{6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль}} \]

\[ \text{Количество вещества} = \frac{0.3 \times 10^{23} \times 4}{6.022 \times 10^{23}} \, \text{моль} \]

Это даст вам количество молей продукта. Если у вас есть