Как найти объем кислорода при сгорании метана

Рассчитайте массу кислорода (O₂), необходимого для полного сгорания метана (CH₄) химическим количеством 5 моль. Определите объём (н. у.) углекислого газа (CO₂), который при этом образуется.

Решение задачи

Запишем реакцию сгорения метана (CH₄):

По уравнению реакции, найдем химическое количество кислорода (O₂), который необходим для полного сгорания метана (CH₄):

для сгорания метана 5 моль  необходимо  моль O₂

для сгорания метана 1 моль необходимо 2 моль O₂

Откуда:

Учитывая, что молярная масса кислорода равна 32 г/моль,  по формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и массой, рассчитаем массу кислорода (O₂), необходимого для полного сгорания метана (CH₄):

Получаем:

m (O₂) = 10 ∙ 32 = 320 (г).

По уравнению реакции, найдем химическое количество углекислого газа (CO₂), который образуется при полном сгорании метана (CH₄):

при сгорании метана 5 моль  образуется y моль CO₂

при сгорании метана 1 моль образуется 1 моль CO₂

Откуда:

Воспользовавшись формулой, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и объемом, рассчитаем объем углекислого газа (CO₂), который образуется при полном сгорании метана (CH₄):

Получаем:

V (CO₂) = 5 ∙ 22,4 = 112 (л).

Ответ:

масса кислорода равна 320 грамм,

объем углекислого газа равен 112 литров.

Дано:
m(CH₄)=64г.
Vm=22,4л./моль
—————————
V(O₂) -?
1. Находим молярную массу метана:
M(CH₄)= 12+1×4=16г./моль.
2. Находим количество вещества  n метана в 64г.
n=m÷M       n(CH₄) = m(CH₄) ÷ M(CH₄)=64г.÷16г./моль= 4моль.
3. Запишем уравнение реакции горения метана:
CH₄ +2O₂ = CO₂ + 2H₂O
4. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции на 1моль метана  требуется 2моль кислорода , а у нас в условии
4моль метана, значит потребуется 8моль кислорода

n(O₂) =8моль
5. Определяем объем кислорода количеством вещества 8 моль:
 V =n х Vm
V(O₂) =n(O₂) х Vm =8моль х 22,4л./моль=179,2 л.
6. Ответ при сжигании 64г. метана необходимо 179,2л.

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

1. Напишем уравнения горения метана:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

2. Вычислим количество вещества метана, используя формулу молярного объема: n=V/V (m), где n — количество вещества (моль), V — объем (литр), Vm — молярный объем, равный 22,4 л/моль. Иными словами, 1 моль любого газа занимает 22,4 литра при стандартных условиях. Соответственно у нас не 22,4 литра, а меньше, поэтому подставляем в формулу: n (CH4) = 6/22,4 = 0,27 моль

3. Находим соотношение между количеством веществ метана и кислорода, из уравнения реакции нужно на 1 моль метана 2 моля кислорода.

Соответственно, пропорционально получается, на 0,27 моль метана нужно в два раза большее количества вещества кислорода: n (O2) = n (CH4) = 2 * 0.27 = 0.54 моль.

4. Используя формулу из второго пункта находим, что объем кислорода в этом случае равен 0,54*22,4 = 12,096 литра

Ответ: 12,096 литра