Химия, олимпиадная задача На 100 км пути легковой автомобиль затрачивает приблизительно 10 л бензина (плотность бензина считать равной 0,8 г/мл). Какой объем воздуха (н. у.) необходим для сгорания 10 л бензина, и какой объем (н. у.) углекислого газа при этом образуется?
(Допустим, что бензин состоит из гептана (20% по массе) и 2,2,4-триметилгептана (=изооктан) и полностью сгорает до углексилого газа и воды).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи, сначала найдем массу бензина, затрачиваемую на 100 км пути. Поскольку на 100 км пути затрачивается 10 л бензина, 1 км пути затрачивается 0,1 л бензина. Следовательно, для прохождения 1 км пути необходимо 0,1 л * 0,8 г/мл = 0,08 г бензина.

Теперь определим массовые доли гептана и изооктана в бензине. Пусть масса бензина составляет 1 кг, тогда на гептан приходится 0,2 кг, а на изооктан - 0,8 кг.

Далее, найдем массу воздуха, необходимую для сгорания 1 кг бензина. Согласно уравнению реакции сгорания бензина, необходимо 15 кг воздуха на 1 кг бензина. Вычислим объем воздуха для сгорания 1 кг бензина при нормальных условиях:

V = m Vm / p = 1 кг 22,4 л / 28,97 г/моль = 1,73 л

Для 10 л бензина объем воздуха будет равен 1,73 л * 10 кг = 17,3 л воздуха.

Наконец, найдем объем углекислого газа, образующегося при сгорании 1 кг бензина. Согласно уравнению реакции, при сгорании 1 кг бензина образуется 3,1 кг CO2. Вычислим объем CO2 при нормальных условиях:

V = m Vm / p = 3,1 кг 22,4 л / 44,01 г/моль = 1,58 л

Для 10 л бензина объем CO2 будет равен 1,58 л * 10 кг = 15,8 л.

Итак, для сгорания 10 л бензина необходимо 17,3 л воздуха и образуется 15,8 л углекислого газа.