89 Просмотров

Задание:

Найти m и v угл. газа, который образуется при сжигании бутана C4H10 m=14,5 г

Ответ на задание:

Для нахождения массы (m) и объема (v) углекислого газа (CO2), образующегося при сжигании бутана (C4H10), нужно использовать уравнение химической реакции и соотношение между молями газов.

Уравнение сжигания бутана выглядит следующим образом:

\[ C_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O \]

Из уравнения видно, что каждый моль бутана порождает 4 моли углекислого газа.

1. Найти количество молей бутана: ​\( n = \frac{m}{M} \)​ где (m) – масса бутана, (M) – молярная масса бутана.

   Молярная масса бутана (C4H10) равна сумме масс атомов в его молекуле: ​\( M = 4 \cdot M_C + 10 \cdot M_H \)​ где (​\( M_C \)​) и (​\( M_H \)​) – массы атомов углерода и водорода соответственно.

   Рассчитаем массу бутана и количество молей: ​\( M_C = 12 , \text{г/моль}, \quad M_H = 1 , \text{г/моль} \)​ ​\( M = 4 \cdot 12 + 10 \cdot 1 = 48 + 10 = 58 , \text{г/моль} \)​ ​\( n = \frac{14.5}{58} \)​

2. Найти количество молей углекислого газа (CO2): Так как каждый моль бутана порождает 4 моля углекислого газа, количество молей углекислого газа равно (​\( 4n \)​).

3. Найти объем углекислого газа при стандартных условиях: Используем уравнение состояния идеального газа: ​\( PV = nRT \)​

   Где:

   • (P) – давление (стандартное давление – 1 атмосфера),
   • (V) – объем,
   • (n) – количество молей,
   • (R) – универсальная газовая постоянная (​\( 0.0821 , \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К} \)​),
   • (T) – температура в Кельвинах.

   При стандартных условиях температура составляет 273 K.

   \[ V = \frac{nRT}{P} \]

   Подставим значения и решим уравнение.

1. Найти количество молей бутана:

   \[ n = \frac{14.5}{58} = 0.25 , \text{моль} \]

2. Найти количество молей углекислого газа (CO2): Количество молей углекислого газа (​\( n_{CO2} \)​) равно (​\( 4n \)​):

   \[ n_{CO2} = 4 \times 0.25 = 1 , \text{моль} \]

3. Найти объем углекислого газа при стандартных условиях: ​\( V = \frac{nRT}{P} \)​ Подставим значения:

   \[ V = \frac{1 \times 0.0821 \times 273}{1} \approx 22.41 , \text{л} \]

Таким образом, при сжигании 14.5 г бутана образуется 1 моль углекислого газа, и объем этого газа при стандартных условиях составит приблизительно 22.41 литра.