Обчисліть який об'єм кисню необхідний для повного спалювання 100л гексану
та які об'єми газоподібних продуктів реакції утворюються. Усі вимірювання
виконано за однакових умов.
Ответы
Ответ: Об'єм кисню, необхідний для повного згоряння 100 л гексану, становить 1650,9 л кисню, а об'єми газоподібних продуктів реакції - 518,8 л вуглекислого газу і 606,5 л водяної пари.
Объяснение:
Рівняння реакції горіння гексану (C6H14) з киснем (O2) має вигляд:
C6H14 + 19O2 → 6CO2 + 7H2O
З рівняння видно, що для повного згоряння 1 моль гексану потрібно 19 моль кисню.
Щоб знайти об'єм кисню, необхідний для спалювання 100 л гексану, потрібно перевести об'єм гексану з літрів в молі, використовуючи закон ідеальних газів:
PV = nRT
де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молей, R - газова стала, T - температура.
Припускаючи, що вимірювання проводилися при стандартній температурі і тиску (STP), тобто 0 градусів за Цельсієм і 1 атмосфері тиску, ми можемо використовувати значення:
P = 1 атм
T = 273 K
R = 0,0821 л-атм/моль-К
100 л гексану при STP дорівнює
n = PV/RT = (1 атм)(100 л)/(0,0821 л-атм/моль-К)(273 К) = 4,03 моль гексану
Щоб повністю спалити 4,03 моль гексану, нам потрібно
19 моль кисню/моль гексану х 4,03 моль гексану = 76,57 моль кисню
При STP 1 моль газу займає 22,4 л об'єму. Отже, 76,57 моль кисню:
V = nRT/P = (76,57 моль)(0,0821 л-атм/моль-К)(273 К)/(1 атм) = 1650,9 л кисню
Об'єми газоподібних продуктів реакції - вуглекислий газ і водяна пара, які є газами при STP. Ми можемо використати коефіцієнти в збалансованому рівнянні для визначення об'ємів кожного газу, що утворився.
З рівняння ми бачимо, що на кожний 1 моль гексану ми отримуємо 6 молей вуглекислого газу і 7 молей водяної пари. Отже, на 4,03 моля гексану ми отримуємо
6 моль CO2/моль гексану х 4,03 моль гексану = 24,18 моль CO2
7 моль H2O/моль гексану х 4,03 моль гексану = 28,21 моль H2O
При STP 1 моль газу займає 22,4 л об'єму. Отже, 24,18 моль CO2 займає об'єм:
V = nRT/P = (24,18 моль)(0,0821 л-атм/моль-К)(273 К)/(1 атм) = 518,8 л CO2
і 28,21 моль H2O:
V = nRT/P = (28,21 моль)(0,0821 л-атм/моль-К)(273 К)/(1 атм) = 606,5 л H2O
Отже, об'єм кисню, необхідний для повного згоряння 100 л гексану, становить 1650,9 л кисню, а об'єми газоподібних продуктів реакції - 518,8 л вуглекислого газу і 606,5 л водяної пари.