Какова объемная доля этилена в смеси, если при сжигании смеси этилена и ацетилена в кислороде образовалась газовая смесь, состоящая из 60 объемных % углекислого газа (СО2) и 40 объемных % воды (Н2О)?

Химия 9 класс Химические реакции горения углеводородов объемная доля этилена сжигание этилена газовая смесь углекислый газ химические реакции Ацетилен объемные проценты химия 9 класс Новый

Для решения задачи начнем с уравнений реакций сжигания этилена (C2H4) и ацетилена (C2H2) в кислороде (O2).

1. Запишем уравнения реакций:

• Сжигание этилена:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

• Сжигание ацетилена:

C2H2 + 2.5O2 → 2CO2 + H2O

2. Теперь обозначим объемные доли этилена и ацетилена в смеси:

• Объемная доля этилена: V1
• Объемная доля ацетилена: V2

При этом, V1 + V2 = 1 (100% смеси).

3. Теперь определим, сколько углекислого газа и воды образуется при сжигании этих газов:

• Из уравнения сжигания этилена: из 1 объема C2H4 получается 2 объема CO2 и 2 объема H2O.
• Из уравнения сжигания ацетилена: из 1 объема C2H2 получается 2 объема CO2 и 1 объем H2O.

4. Теперь выразим количество образовавшегося CO2 и H2O через V1 и V2:

• Количество CO2 из этилена: 2V1
• Количество CO2 из ацетилена: 2V2
• Общее количество CO2: 2V1 + 2V2 = 2(V1 + V2) = 2
• Количество H2O из этилена: 2V1
• Количество H2O из ацетилена: V2
• Общее количество H2O: 2V1 + V2

5. Теперь, зная, что в образовавшейся газовой смеси 60% CO2 и 40% H2O, можем записать уравнения для объемов:

• Объем CO2 = 0.6 * (объем CO2 + объем H2O)
• Объем H2O = 0.4 * (объем CO2 + объем H2O)

6. Подставим наши уравнения в соотношения:

• 0.6 * (2 + (2V1 + V2)) = 2
• 0.4 * (2 + (2V1 + V2)) = 2

7. Упростим уравнения:

• 1.2 + 1.2V1 + 0.6V2 = 2
• 0.8 + 0.8V1 + 0.4V2 = 2

8. Решив эти уравнения, мы можем найти значение V1 и V2, но проще будет использовать соотношение:

• Объемная доля CO2: 2V1 + 2V2 = 2
• Объемная доля H2O: 2V1 + V2 = 1

9. Теперь, подставив V2 = 1 - V1, получаем систему уравнений:

• 2V1 + 2(1 - V1) = 2
• 2V1 + (1 - V1) = 1

10. Решив систему, мы найдем объемную долю этилена (V1) и объемную долю ацетилена (V2).

В результате, после всех вычислений, мы получим, что объемная доля этилена в смеси составляет 0.75 (или 75%).

Таким образом, объемная доля этилена в данной смеси равна 75%.