Какой объём кислорода нужен для сжигания смеси, состоящей из метана массой 0.048 кг и этана объёмом 0.042 м3?

Химия 11 класс Горение углеводородов объём кислорода сжигание метана сжигание этана химические реакции расчет объема газа химия 11 класс задачи по химии газовые уравнения Новый

Для того чтобы определить объём кислорода, необходимый для сжигания смеси, сначала нужно рассмотреть реакции сгорания метана и этана.

1. Записываем уравнения реакций сгорания:

• Метан (CH4): CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
• Этан (C2H6): C2H6 + 7 O2 → 2 CO2 + 6 H2O

2. Находим количество вещества метана:

Молярная масса метана (CH4) составляет 16 г/моль. Для нахождения количества вещества (n) используем формулу:

n = m / M,

где m - масса вещества, M - молярная масса.

Подставляем значения:

m = 0.048 кг = 48 г, M = 16 г/моль.

n(CH4) = 48 г / 16 г/моль = 3 моль.

3. Находим количество вещества этана:

Молярная масса этана (C2H6) составляет 30 г/моль. Сначала нужно найти массу этана. Для этого используем его объём и плотность.

Плотность этана составляет примерно 1.25 г/л. Переведём объём в литры:

0.042 м³ = 42 л.

Теперь находим массу:

m = V * ρ = 42 л * 1.25 г/л = 52.5 г.

Теперь находим количество вещества этана:

n(C2H6) = 52.5 г / 30 г/моль = 1.75 моль.

4. Определяем общее количество кислорода:

Теперь, зная количество вещества метана и этана, можем найти, сколько кислорода нужно для их сгорания.

Согласно уравнениям:

• Для метана: на 1 моль метана требуется 2 моль кислорода, следовательно, для 3 моль метана потребуется:
• 3 моль CH4 * 2 моль O2/моль CH4 = 6 моль O2.
• Для этана: на 1 моль этана требуется 7 моль кислорода, следовательно, для 1.75 моль этана потребуется:
• 1.75 моль C2H6 * 7 моль O2/моль C2H6 = 12.25 моль O2.

5. Находим общее количество кислорода:

Общее количество кислорода:

6 моль O2 + 12.25 моль O2 = 18.25 моль O2.

6. Переводим моли кислорода в объём:

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 л. Поэтому объём кислорода можно найти по формуле:

V = n * Vm,

где Vm = 22.4 л/моль.

Подставляем значения:

V = 18.25 моль * 22.4 л/моль = 409.6 л.

Ответ: Для сжигания смеси, состоящей из метана массой 0.048 кг и этана объёмом 0.042 м³, потребуется 409.6 литров кислорода.