Буду очень благодарна, если поможете решить задачу по химии) При пропускании смеси CH4, CO2 и CO объёмом 11,2 дм³, через избыток раствора щёлочи объём смеси уменьшился в 1,667 раза а на полное сжигание оставшейся смеси потребовался кислород массой 9,6 г. Рассчитайте объёмную долю метана в исходной смеси

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала составим уравнение реакции сгорания метана (CH4) с кислородом (O2):

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Из уравнения видно, что на сжигание 1 моль метана требуется 2 моля кислорода. Молярная масса метана равна 16 г/моль, следовательно, на 9,6 г кислорода приходится 0,6 моль метана.

Теперь найдем количество кислорода, необходимого для полного сгорания 0,6 моль метана:

0,6 моль CH4 * 2 моль O2 / 1 моль CH4 = 1,2 моль O2

Масса кислорода равна 32 г/моль, следовательно, на полное сожжение 0,6 моль метана потребуется 38,4 г кислорода.

Теперь вернемся к начальной смеси CH4, CO2 и CO. После пропускания через раствор щелочи объем сместился на 1,667 раза, что означает, что изначально объем смеси был 11,2 дм³, а после обработки объем стал 6,72 дм³.

Теперь найдем общее количество молей всех газов в исходной смеси:

n = V P / (R T)

где n - количество молей, V - объем, P - давление (по условию нормальное 1 атм), R - универсальная газовая постоянная, T - температура (по условию нормальная - 298 К).

Таким образом, из этого можно найти количество молей каждого газа в изначальной смеси:

n(CH4) = V(CH4) / V * n

n(CO2) = V(CO2) / V * n

n(CO) = V(CO) / V * n

Зная количество молей кислорода, необходимое для полного сгорания метана, можно также найти количество молей кислорода, необходимое для полного сгорания присутствующих в изначальной смеси молей CO2 и CO.

n(O2) = 1,2 моль O2 + n(CO2) + n(CO)

Теперь найдем соотношение между молями всех газов и объемными долями. Исходя из закона молярных объемов, при одинаковых условиях температуры и давления, объемы различных газов, присутствующих в одном объеме смеси, соотносятся как их молярные количества.

Из этого можно получить уравнения отношений между объемами:

V(CH4) = x V
V(CO2) = y V
V(CO) = z V
V(O2) = 1,2 V

Где x, y, z - объемные доли метана, CO2 и CO соответственно.

Теперь мы можем выразить молярные количества каждого газа через их объемные доли:

n(CH4) = x n
n(CO2) = y n
n(CO) = z n
n(O2) = 1,2 n

Теперь у нас есть система уравнений, которую нужно решить, чтобы найти объемную долю метана в исходной смеси.