Какова объемная доля азота (в %) в природном метане, если сожгли 100 л метана с примесью азота в избытке кислорода, и объем газообразных продуктов реакции уменьшился на 95 л (н.у.), а полученный газ извлекли из раствора с помощью раствора щелочи?

Химия 11 класс Газовые реакции и объемные отношения газов объёмная доля азота природный метан сжигание метана газообразные продукты реакции раствор щёлочи химические реакции Объём газа химия 11 класс Новый

Чтобы найти объемную долю азота в природном метане, давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определим объем метана и объем продуктов реакции.

• Сожгли 100 л метана (CH4) с примесью азота (N2) в избытке кислорода (O2).
• Объем газообразных продуктов реакции уменьшился на 95 л. Это значит, что после сгорания метана и реакции с кислородом, оставшийся объем газов составил 100 л - 95 л = 5 л.

Шаг 2: Запишем уравнение реакции сгорания метана.

Метан сгорает по следующему уравнению:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Из уравнения видно, что на 1 моль метана приходится 1 моль углекислого газа и 2 моля воды. Однако вода в газообразной форме при нормальных условиях не учитывается, так как она конденсируется.

Шаг 3: Определим, сколько метана сгорело.

Так как после реакции осталось 5 л газов, и мы знаем, что продукты реакции - это углекислый газ и остатки азота, можем предположить, что вся кислородная часть ушла на реакцию с метаном.

Объем углекислого газа (CO2) после реакции можно определить из разности:

Объем CO2 = Объем исходного метана - Объем оставшихся газов = 100 л - 5 л = 95 л.

Шаг 4: Подсчитаем, сколько азота осталось.

Объем оставшихся газов (5 л) состоит из азота, который был в смеси с метаном. Поскольку метан не содержит азота, весь оставшийся объем - это азот.

Шаг 5: Найдем объемную долю азота в метане.

Теперь мы можем рассчитать объемную долю азота в метане:

• Объем метана = 100 л
• Объем азота = 5 л

Объемная доля азота в смеси:

Объемная доля азота (%) = (Объем азота / (Объем метана + Объем азота)) * 100 = (5 л / (100 л + 5 л)) * 100.

Шаг 6: Подсчитаем результат.

Объемная доля азота = (5 / 105) * 100 ≈ 4.76%.

Ответ: Объемная доля азота в природном метане составляет примерно 4.76%.