Какой объем воздуха, содержащего 21% кислорода, необходим для сжигания 500 мл этилового спирта с плотностью 0,8 г/мл и массовой долей С2Н5ОН 96%, и сколько литров диоксида углерода выделится в процессе?

Химия 11 класс Химические реакции, стехиометрия объём воздуха кислород сжигание этиловый спирт Плотность массовая доля диоксид углерода химия 11 класс Новый

Для решения данной задачи, нам нужно пройти несколько шагов. Начнем с того, что определим массу этилового спирта (C2H5OH), который мы собираемся сжигать, а затем найдем необходимый объем кислорода и количество образующегося диоксида углерода (CO2).

Шаг 1: Найдем массу этилового спирта

Мы знаем, что объем этилового спирта составляет 500 мл, и его плотность равна 0,8 г/мл. Чтобы найти массу, используем формулу:

Масса = Объем × Плотность

Подставим значения:

Масса = 500 мл × 0,8 г/мл = 400 г

Теперь, так как массовая доля C2H5OH составляет 96%, найдем массу чистого спирта:

Масса C2H5OH = Масса × Массовая доля

Масса C2H5OH = 400 г × 0,96 = 384 г

Шаг 2: Найдем количество моль этилового спирта

Теперь нам нужно найти количество моль C2H5OH. Для этого используем молярную массу этилового спирта:

• Молярная масса C2H5OH = (2 × 12) + (6 × 1) + (1 × 16) = 46 г/моль

Теперь найдем количество моль:

Количество моль = Масса / Молярная масса

Количество моль C2H5OH = 384 г / 46 г/моль ≈ 8,35 моль

Шаг 3: Найдем количество кислорода, необходимого для сжигания

Уравнение реакции сжигания этилового спирта выглядит следующим образом:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Из уравнения видно, что на 1 моль C2H5OH требуется 3 моль O2. Следовательно, для 8,35 моль C2H5OH потребуется:

Необходимое количество O2 = 8,35 моль × 3 = 25,05 моль

Шаг 4: Найдем объем кислорода при нормальных условиях

При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра. Чтобы найти объем кислорода, используем формулу:

Объем O2 = Количество моль × 22,4 л/моль

Объем O2 = 25,05 моль × 22,4 л/моль ≈ 560,12 литров

Шаг 5: Найдем объем диоксида углерода, который выделится

Согласно уравнению реакции, на 1 моль C2H5OH образуется 2 моль CO2. Таким образом, для 8,35 моль C2H5OH получится:

Количество CO2 = 8,35 моль × 2 = 16,7 моль

Теперь найдем объем CO2:

Объем CO2 = Количество моль × 22,4 л/моль

Объем CO2 = 16,7 моль × 22,4 л/моль ≈ 373,08 литров

Итак, ответ:

• Объем воздуха, содержащего 21% кислорода, необходимый для сжигания 500 мл этилового спирта, составляет примерно 560,12 литров.
• Объем диоксида углерода, выделившегося в процессе, составляет примерно 373,08 литров.