Каков объем воздуха, необходимый для сгорания 12,4 кг толуола С6Н5(СН3) при температуре 34оС и давлении 3 атм?

Химия 11 класс Расчеты по химическим реакциям объём воздуха сгорание толуола химия 11 класс толуол С6Н5(СН3) температура 34°C давление 3 атм расчет объема воздуха Новый

Для того чтобы определить объем воздуха, необходимый для сгорания 12,4 кг толуола (C6H5(CH3)), нам нужно выполнить несколько шагов. Начнем с уравнения реакции сгорания толуола.

1. Записываем уравнение реакции сгорания толуола:

Сгорание толуола можно записать следующим образом:

C6H5(CH3) + O2 → CO2 + H2O

Для полной реакции необходимо сбалансировать уравнение. Сначала найдем, сколько молекул кислорода требуется для сгорания одной молекулы толуола.

2. Балансируем уравнение:

Сначала запишем уравнение сгорания:

C6H5(CH3) + O2 → 6CO2 + 3H2O

Теперь мы можем сбалансировать кислород:

1 молекула толуола требует 9/2 молекул кислорода:

C6H5(CH3) + 9/2 O2 → 6CO2 + 3H2O

Таким образом, 1 моль толуола требует 4,5 моля кислорода.

3. Находим количество молей толуола:

Теперь найдем количество молей толуола в 12,4 кг. Для этого нужно знать молярную массу толуола:

• Молярная масса C = 12 г/моль
• Молярная масса H = 1 г/моль
• Молярная масса толуола (C6H5(CH3)): 6*12 + 7*1 = 92 г/моль

Теперь найдем количество молей:

Количество молей = масса / молярная масса = 12400 г / 92 г/моль ≈ 134,78 моль.

4. Находим количество молей кислорода:

Согласно уравнению, на 1 моль толуола требуется 4,5 моля кислорода, следовательно:

Количество молей O2 = 134,78 моль * 4,5 ≈ 606,51 моль.

5. Находим объем кислорода при заданных условиях:

Теперь мы можем использовать уравнение состояния газа для нахождения объема кислорода:

PV = nRT, где:

• P = 3 атм (давление)
• V = ? (объем)
• n = 606,51 моль (количество молей кислорода)
• R = 0,0821 л*атм/(моль*K) (газовая постоянная)
• T = 34°C = 307 K (температура в Кельвинах)

6. Подставляем значения в уравнение:

Теперь подставим значения в уравнение:

3 * V = 606,51 * 0,0821 * 307

V = (606,51 * 0,0821 * 307) / 3

V ≈ 1540,6 л.

7. Учитываем, что воздух состоит из кислорода и азота:

Воздух состоит примерно из 21% кислорода. Чтобы найти объем воздуха, необходимый для сгорания, нужно разделить объем кислорода на 0,21:

Объем воздуха = 1540,6 л / 0,21 ≈ 7330,95 л.

Итак, объем воздуха, необходимый для сгорания 12,4 кг толуола при температуре 34°C и давлении 3 атм, составляет примерно 7331 литр.