Для полного окисления 0,224 л смеси пропана, этилена и ацетилена требуется 0,868 л кислорода, при этом образуется 0,560 л углекислого газа и вода (все объемы приведены к нормальным условиям). Рассчитайте объемы и объемные доли каждого газа в первоначальной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы решить данную задачу, сначала определим количество вещества каждого газа, участвующего в реакции.

Уравнение реакции полного окисления пропана:

C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Учитывая, что 1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях, составим таблицу:

ВеществоОбъем (л)КоэффициентМольПропан (C3H8)xЭтилен (C2H4)xАцетилен (C2H2)xКислород (O2)0,8685Углекислый газ (CO2)0,5603Вода (H2O)0,5604

Составим уравнение баланса массы для углерода и водорода:

Для углерода: 3 моль CO2 = 3 моль C3H8 + 2 моль C2H4 + 2 моль C2H2Для водорода: 4 моль H2O = 8 моль C3H8 + 4 моль C2H4

Из уравнения для углерода получаем, что 3 моль CO2 = 3 моль C3H8 -> x = 0,560 л = 0,025 моль
Из уравнения для водорода получаем, что 4 моль H2O = 8 моль C3H8 -> x = 0,560 л = 0,031 моль

Таким образом, количество молов каждого газа в первоначальной смеси:

Пропан (C3H8) - 0,025 мольЭтилен (C2H4) - 0,006 мольАцетилен (C2H2) - 0 моль

Объемы каждого газа в первоначальной смеси:

Пропан (C3H8) - 0,025 моль * 22,4 л/моль = 0,56 лЭтилен (C2H4) - 0,006 моль * 22,4 л/моль = 0,13 лАцетилен (C2H2) - 0 моль

Объемные доли каждого газа в первоначальной смеси:

Пропан (C3H8) - 0,56 л / 0,69 л * 100% = 81%Этилен (C2H4) - 0,13 л / 0,69 л * 100% = 19%Ацетилен (C2H2) - 0%