Какова объемная доля бутана в смеси пропана и бутана объемом 0,15 дм3 (н.у.), которая была смешана с O2 объемом 950 см3 (н.у.) и взорвана, если после приведения к н.у. объем составил 0,60 дм3?

Химия 9 класс Газовые законы и реакции горения объемная доля бутана смесь пропана и бутана объем 0,15 дм3 O2 объем 950 см3 взрыв приведение к н.у. объем 0,60 дм3 химия 9 класс расчет объемной доли газовые реакции химические уравнения Новый

1. Уравнения реакций:

При сжигании пропана (C3H8) и бутана (C4H10) в кислороде происходят следующие реакции:

• С3Н8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O
• С4Н10 + 6,5O2 = 4CO2 + 5H2O

2. Найдем количества веществ:

Сначала определим общее количество вещества пропана и бутана в смеси. Объем смеси составляет 0,15 дм³, что в миллилитрах будет равняться 150 см³. Нужно перевести объем в моли, используя молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), который составляет 22,4 дм³/моль:

n(C3H8 + C4H10) = 0,15 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,0067 моль

Теперь найдем количество вещества кислорода. Объем кислорода составляет 950 см³, что в дм³ равно 0,95 дм³:

n(O2) = 0,95 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,0424 моль

Также определим количество моль продуктов реакции. Объем продуктов после реакции составляет 0,60 дм³:

n(продуктов) = 0,60 дм³ / 22,4 дм³/моль = 0,0268 моль

3. Анализ реакции:

Поскольку кислород находится в избытке, в конечном объеме продуктов реакции будут только углекислый газ (CO2) и остаточный кислород (O2). Обозначим количество моль бутана за x. Тогда количество моль пропана можно выразить как (0,0067 - x).

• n(C3H8) = 0,0067 - x
• n(CO2) = 4x + 3(0,0067 - x)
• n(O2) ост = 0,0424 - (6,5x + 5(0,0067 - x))

4. Составим уравнение:

Теперь подставим все выражения в уравнение для количества моль продуктов:

4x + 3(0,0067 - x) + 0,0424 - (6,5x + 5(0,0067 - x)) = 0,0268

Решив это уравнение, мы находим x = 0,00445 моль.

5. Объемная доля бутана:

Теперь можем найти объемную долю бутана в смеси. Для этого нужно разделить количество моль бутана на общее количество моль смеси:

W(C4H10) = x / (0,0067) = 0,00445 / 0,0067 ≈ 66,4%

Таким образом, объемная доля бутана в смеси составляет примерно 66,4%.