2024-11-28 23:23:58
Каков объём и состав продуктов горения (в об. %) смеси газов (табл. 5),если горение происходит при коэффициенте избытка воздуха для вещества Бутанол-1 (С4Н10О)?
Физика10 классГорение углеводородовобъём продуктов горениясостав продуктов горениякоэффициент избытка воздухагорение Бутанол-1физика горения газов
2024-11-28 23:24:15
Чтобы определить объём и состав продуктов горения смеси газов, в частности, бутанола-1 (C4H10O),необходимо выполнить несколько шагов. Рассмотрим процесс горения и как он влияет на состав продуктов.
Шаг 1: Определение уравнения реакции горенияГорение органического вещества, такого как бутанол-1, можно описать уравнением реакции. Для полного сгорания бутанола-1 с кислородом у нас будет следующее уравнение:
C4H10O + O2 → CO2 + H2O
Теперь мы должны сбалансировать это уравнение. Для этого определим, сколько молекул CO2 и H2O образуется при сгорании одной молекулы бутанола-1.
Шаг 2: Балансировка уравнения- Сначала определим количество углерода (C),водорода (H) и кислорода (O) в молекуле C4H10O:
- 4 атома углерода
- 10 атомов водорода
- 1 атом кислорода
- При сгорании 1 молекулы бутанола-1 образуется 4 молекулы CO2 (по количеству углерода) и 5 молекул H2O (половина от количества водорода):
- CO2: 4 молекулы
- H2O: 5 молекул
- Теперь нужно учесть кислород. Всего в продукции реакции мы имеем:
- 4 CO2 требует 8 атомов кислорода (4 * 2)
- 5 H2O требует 5 атомов кислорода (5 * 1)
- Итак, всего требуется 13 атомов кислорода. Учитывая, что в одной молекуле бутанола уже есть 1 атом кислорода, нам нужно 12 атомов кислорода из O2:
- 12 атомов O2 = 6 молекул O2
- Таким образом, уравнение реакции будет выглядеть так:
C4H10O + 6 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
Шаг 3: Определение объёма продуктов горенияТеперь, если мы знаем, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает объём 22,4 литра, мы можем определить объём продуктов горения:
- 1 моль C4H10O дает 4 моля CO2 и 5 молей H2O.
- Общий объём продуктов горения (при условии, что все газы ведут себя как идеальные) будет равен:
- 4 + 5 = 9 молей продуктов.
Теперь, чтобы найти состав продуктов горения в об. %, нам нужно рассчитать долю каждого газа в общем объёме:
- Объём CO2 = 4 моль, об. % CO2 = (4/9) * 100 = 44.44%
- Объём H2O = 5 моль, об. % H2O = (5/9) * 100 = 55.56%
Таким образом, состав продуктов горения бутанола-1 при полном сгорании будет следующим:
- CO2: 44.44%
- H2O: 55.56%
Если горение происходит с избытком воздуха, то состав может немного измениться из-за наличия не сгоревшего кислорода, но в общем случае для полного сгорания это решение будет верным.
