Какой объем кислорода нужен для сжигания 14 дм3 смеси ch4 и c2h6
Задача 40
Нитрат калия массой 1,1 кг обработали 900г 98%-ной серной кислоты. Определите массу и состав полученного после выпаривания остатка.
ω%(Н2) = m(Н2) ∙ 100 / m(смеси)
m (Н2) = 2 ∙ 13,44 / 22,4 = 1,2 г
m (Сl2) = 35,5 ∙ 17,92 / 22,4 = 28,4 г
ω%(Н2) = 1,2 ∙ 100 / m(28,4 + 1,2) = 4,05%
Задача 42
При пропускании воздуха через озонатор, его объем уменьшился на 4 процента. Определить объемные части компонентов в полученной смеси.
Задача 43
Газовая смесь, масса которой равна 16,6 г, содержит этан, ацетилен и этен, массовые доли которых соответственно составляют 18,07%, 31,33%, 50,6%. Определите максимальный объем водорода (н.у.), который может присоединить эта смесь.
Решение:
Газовая смесь содержит:
n(C2H2)=16,6 ∙ 0,3133/26 = 0,2 моль C2H2
n(C2H4)=16,6 ∙ 0,506/28 = 0,3 моль C2H4
1 моль C2H2 может присоединить 2 моль Н2
1 моль C2H4 может присоединить 1 моль Н2
n(Н2) = 0,2 ∙ 2 + 0,3 = 0,7 моль
V(H2) = n ∙ Vm = 0,7 ∙ 22,4 = 15,68 л
Задача 44
После сжигания смеси водорода с кислородом общим объемом 50 см3 остался кислород объемом 2 см3. Рассчитайте объемные и массовые доли компонентов в исходной смеси.
Чему равна масса образовавшейся воды?
Решение:
2Н2 + О2 → 2Н2О
Обозначим объем прореагировавшего кислорода Х, тогда в соотв. с уравнением реакции объем прореагировавшего водорода 2Х.
2 см3 О2 остались, поэтому: 3Х+2=50
Х=16 см3
V(O2)=16+2=18 см3
V(H2)=16 ∙ 2=32 см3
ω об.(О2)=V(O2) / V(смеси) = 18 /50 = 0,36 (∙ 100 = 36%)
ω об.(H2)=V(H2) / V(смеси) = 32 /50 = 0,64 (∙ 100 = 64%)
Чтобы определить массы газов и массу воды, нужно знать условия, при кот. измерили их объемы (иначе Vm неизвестен и невозможно определить кол-во в-ва в данном объеме)
Однако массовые доли можно определить не зная условий (без Vm):
m(O2)=V(O2)∙ M(O2) / Vm = 0,018 ∙ 32 / Vm = 0,576 Vm
m(H2)=V(H2)∙ M(H2) / Vm = 0,032 ∙ 2 / Vm = 0,064 Vm
m(смеси)=[V(O2)∙ M(O2) + V(H2)∙ M(H2)] / Vm = 0,64 Vm
ω масс.(О2)=m(O2) / m(смеси) = 0,576 Vm /0,64 Vm = 0,576 / 0,64 = 0,9 (∙ 100 = 90%)
ω масс.(Н2)=m(Н2) / m(смеси) = 0,064 Vm /0,64 Vm = 0,064 / 0,64 = 0,1 (∙ 100 = 10%)
Задача 45
Найдите объемные доли газов в смеси, состоящей из 8 г кислорода и 8 г оксида серы(IV).
Решение:
По закону Авогадро, объемы газов при одинаковых усл. относятся как их количества.
n=m/М
n(O2) =8/32 = 0,25 моль
n(SO2) =8/64 = 0,125 моль
объемная доля:
ω об. = V (газ) / V общ. = n(газ) / n общ.
ω об.(O2) = 0,25 / (0,25+0,125)=0,667 (или 66,7%)
ω об.(SO2) = 0,125 / (0,25+0,125)=0,333 (или 33,3%)
Задача 46
Массовая доля азота в смеси нитратов калия и аммония равна 24%. Вычислите массовую долю калия в этой смеси.
Задача 47
После взрыва 200 мл смеси водорода и кислорода и приведения ее к н.у. осталось еще 20 мл газа, поддерживающего горение. Найдите объемные доли газов в составе исходной смеси. Все объемы измерены при н.у.
Задача 48
Масса смеси метана и этилена 5,5 грамма, объем 5,6 дм3. Какой объем кислорода нужен для сжигания данной смеси?
Решение:
Всего смесь содержит:
n=V/Vm=5,6 / 22,4 = 0,25 моль газа.
Пусть в смеси содержится х моль метана и у моль этилена.
Кол-во в-ва смеси: х + у = 0,25 (ур. 1)
m=5,5 г
М(СН4)=16 г/моль, М(C2Н4)=28 г/моль.
Тогда масса смеси: m = 5,5 = 16х + 28у (ур. 2)
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О, след., для сжигания 0,125 моль СН4 нужны 0,125 ∙ 2 = 0,25 моль О2.
С2Н4 + 3О2 → 2СО2 + 2Н2О, след., для сжигания 0,125 моль СН4 нужны 0,125 ∙ 3 = 0,375 моль О2.
Объем кислорода: V=n ∙ Vm= (0,25 + 0,375) ∙ 22,4 = 14 л
Задача 49
Вычислите объем кислорода (н.у.), который необходимо использовать для сжигания 120 мл смеси метана и бутана. Объемная доля бутана в смеси составляет 80%.
Решение:
ω% об. (бутана)= 80%, ω% об. (метана)= 20%
V(бутана) = 120·0,8=96 мл
V(метана) = 120·0,2=24 мл
По закону Авогадро, отношение объемов газов при одинаковых условиях равно отношению их количеств (молей).
Из уравнений реакций горения:
С2Н6 + 3,5 О2 = 2СО2 + 3Н2О
поэтому V(бутана) : V(О2) = 1 : 3,5 => V(О2) = 96 · 3,5 = 336 мл
СН4 + 2 О2 = СО2 + 2Н2О
поэтому V(метана) : V(О2) = 1 : 2 => V(О2) = 24 · 2 =48 мл
V(О2 общ.) = 336 мл + 48 мл = 384 мл
Задача 50
Сожгли эквимолярную смесь метана и этана, объем которых равен 100л (н.у.). Вычислите объем кислорода (н.у.), который потратили на реакцию.
Решение:
по закону Авогадро, при одинаковых условиях равные количества газов (эквимолярные) имеют равные объемы. Поэтому смесь состояла из 50 л метана и 50 л этана.
Из законв Авогадро следует, что при одинаковых условиях отношение объемов газов равно отношению их количеств (молей). Отсюда:
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О
V(CH4):V(O2) = 1:2
V1(O2) = 50 · 2 = 100 л
С2Н6 + 3.5О2 → 2СО2 + 3Н2О
V(С2Н6):V(O2) = 1:3,5
V2(O2) = 50 · 3,5 = 175 л
V(O2) = 100 + 175 = 275 л
Задача 51
Смесь газообразного алкана, неизвестного строения, и хлора облучили рессеяным светом, при этом произошло полное хлорирование алкана, а объем выделившегося хлороводорода оказался в 6 раз больше исходного объема алкана.
Исходный объем смеси равен 44л(н.у.), а 4.8л (н.у.) хлора в реакцию не вступило.
Чему равна массовая доля углеводорода в смеси?
Решение:
Из 3-х веществ только анилин реагирует с HCl:
C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl↓
26 г образованной соли выпали в осадок.
n(C6H5NH2) = n(соли) = m/M = 26 / 130,5 = 0,2 моль
m(C6H5NH2) = n ∙ M = 0,2 ∙ 93=18,6 г
Фильтрат содержит бензол и фенол.
Бензол не реагирует со щелочью, а фенол в водном растворе щелочи образует растворимый фенолят:
С6Н5ОН + NaOH → C6H5ONa + H2O.
Масса бензола:
m(C6H6) = V ∙ ρ = 17,7 ∙ 0,88=15,6 г
Массовые доли в исходной смеси:
ω% =m(вещества) ∙ 100 / m(смеси)
ω% (анилина) = 18,6 ∙ 100 / 50 = 37,2%
ω% (бензола) = 15,6 ∙ 100 / 50 = 31,2%
ω% (фенола) = 15,8 ∙ 100 / 50 = 31,6%
