1. Обчислити об’єм кисню та вуглекислого газу, якщо згоріло 50 л бутану
2. Обчислити об’єм кисню та вуглекислого газу, якщо згоріло 50 л пентану.
Ответы
Ответ:
Відповідь в поясненні. Я написав багато та з поточним поясненням, щоб тобі було максимально добре та точно зрозуміло рішення цих 2 задач. Тут є нестандартні формули можливо які ти не знав.
Объяснение:
1 задача:
Дано:
Об'єм бутану (Vбут) = 50 л
Розв'язок:
Напишемо рівняння реакції горіння бутану:
C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
Знайдемо кількість моль бутану, використовуючи ідеальний газовий закон:
PV = nRT
n = PV/RT
де:
P - тиск, який ми не знаємо, але можемо прийняти за нормальних умов (101.3 кПа);
V - об'єм бутану = 50 л;
R - універсальна газова стала (8.31 Дж/моль·К);
T - температура, яку також можемо прийняти за нормальних умов (273 К).
Отже, маємо:
n(C4H10) = PV/RT = (101.3 кПа × 50 л) / (8.31 Дж/моль·К × 273 К) = 1.97 моль
Використовуючи збалансоване рівняння реакції, можемо побачити, що для кожного моля бутану, що горить, утворюється 4 моля CO2. Тому кількість молей CO2, яку ми отримаємо, буде:
n(CO2) = n(C4H10) × 4 = 1.97 моль × 4 = 7.88 моль
Об'єм CO2, який утворився, можна знайти, використовуючи ідеальний газовий закон:
PV = nRT
V(CO2) = n(CO2) × RT/P
де:
R - універсальна газова стала (8.31 Дж/моль·К);
T - температура, яку також можемо прийняти за нормальних умов (273 К);
P - тиск, який ми не знаємо, але можемо прийняти за нормальних умов (101.3 кПа);
n(CO2) - кількість молей CO2, що ми визначили на кроку 3.
Отже, маємо:
V(CO2) = n(CO2) × RT/P = (7.88 моль × 8.31 Дж/моль·К × 273 К) / (101.3 кПа) = 182 л
Аналогічно можна знайти об'єм H2O, що утворився:
n(H2O) = n(C4H10) × 5 = 1.97 моль × 5 = 9.85 моль
Об'єм H2O, який утворився, також можна знайти, використовуючи ідеальний газовий закон:
V(H2O) = n(H2O) × RT/P = (9.85 моль × 8.31 Дж/моль·К × 273 К) / (101.3 кПа) = 227 л
Оскільки кисень є реагентом у рівнянні реакції, ми можемо вважати, що його об'єм дорівнює кількості молей, яку ми використали:
n(O2) = 13/2 × n(C4H10) = 13/2 × 1.97 моль = 12.85 моль
Об'єм кисню, який було використано, можна також знайти, використовуючи ідеальний газовий закон:
V(O2) = n(O2) × RT/P = (12.85 моль × 8.31 Дж/моль·К × 273 К) / (101.3 кПа) = 296 л
Отже, ми отримали:
об'єм CO2: 182 л;
об'єм H2O: 227 л;
об'єм кисню: 296 л.
Моя думка така. Це розв'язання передбачає ідеальні умови та може не враховувати можливих втрат під час реакції.
2 задача:
Ця задача простіша, але є все ж таки деталі на які слід звернути увагу.
За рівнянням згорання пентану:
C5H12 + 8O2 -> 5CO2 + 6H2O
Можна побачити, що для кожних 5 молекул пентану потрібно 8 молекул кисню. Тому, якщо згоріло 50 л пентану, це відповідає 50/22.4 = 2.23 моль пентану. Це означає, що ми також потребуємо 8 * 2.23 = 17.84 моль кисню для повного згоряння пентану.
Тепер ми можемо використати інші рівняння, щоб знайти об'єм кисню та вуглекислого газу, який вийшов з реакції. За законом Дальтона, сумарний тиск суміші газів дорівнює сумі тисків окремих газів. Тому, ми можемо використовувати об'єми газів для розрахунку їх молекулярної кількості.
Об'єм кисню, який ми використали для реакції, дорівнює 17.84 моль * 22.4 л/моль = 399.2 л. Об'єм вуглекислого газу, який утворився, дорівнює 5 моль * 22.4 л/моль = 112 л.
Тому об'єм кисню, який було використано, становить 399.2 л, а об'єм вуглекислого газу, який утворився, становить 112 л.