139. Смесь ацетилена и кислорода массой 15,4 г при н. у. занимает объем 11,2л (н.у.). Определите состав смеси (объемные доли компонентов), если смесь взорвать и сконденсировать водяные пары.
140. Вычислите, какой объем кислорода потребуется для полного сгорания 50 л пропана (объемы газов приведены при одних и тех же условиях). Какой закон используется в ходе решения этой задачи?
141. Вычислите, какой объем кислорода потребуется для полного сгорания 20 л бутана (объемы газов приведены при одних и тех же условиях). Какой закон используется для решения этой задачи?
Ответы
Ответ:
Так: Пусть метана х г, тогда кислорода (64-х) г, количество молей метана х/16, кислорода (64-х) /32.
Сумма молей этих газов равна 67,2/22,4=3 моля. Значит х/16+(64-х) /32=3, 2*х+64-х=96, х=32 г. Значит смесь содержит 32 г (2 моля) метана и 32 г (1 моль) кислорода.
Уравнение реакции сгорания (взрыва) : СН4 + 2 О2 -----> СО2 + 2 Н2О. По уравнению реакции на сгорание 1 моля метана нужно 2 моля кислорода, а у нас кислорода только 1 моль. Значит сгорит только 0,5 моль метана, при этом образуется 0,5 моль углекислого газа и 1 моль водяных паров. После их конденсации, останется (если не учитывать, что часть углекислого газа может раствориться в этой воде) 0,5 моль углекислого газа и 1,5 моль не сгоревшего метана. При нормальных условиях объемные доли равны мольным, значит останется смесь, состоящая на 25 % из углекислого газа и на 75 % из метана.
Это простейший (школьный вариант) решения задачи. В реальности, при таком явном недостатке кислорода реакция может пройти и иначе, с образованием например угарного газа (СО) , или кокса (сажи, С) , или даже ацетилена С2Н2 или этилена С2Н4. Но такие варианты в школьном курсе вряд ли рассматриваются.