Какой объем углекислого газа выделится при горении 30 л метана с содержанием примесей 10 % ? Полное решение

Объяснение:

Дано:

V(CH4) = 30л

W%(примесей) = 10%

V(CO2) — ?

Составим уравнение реакции:

СН4 + 2О2 = СО2↑ + 2Н2О

Находим количество вещества

n(CH4 с примесями) = 30 : 22,4л/моль ≈ 1,34моль

где 22,4 л/моль - молярный объем газа  

Молярная масса метана 16 г/моль отсюда

m(CH4 примесями) = 1,34моль * 16г/моль = 21,44г  

Процент содержания примесей составляет 10% , тогда чистое вещество составляет W%(CH4) = 100% - 10% = 90%

m(CH4 без примесей) =  21,44 *90% : 100% ≈19,3г

n(CH4 без примесей) = 19,3 : 16г/моль≈ 1,2моль

n(CO2) = n(CH4) = 1,2моль

Найдем объем углекислого газа, который выделится при горении:

V(CO2) = 1,2 * 22,4л/моль  ≈ 27л

v(o2) = v(возд)*фи(о2) = 650*0,21 = 136,5 л.

v(n2) = v(возд)*фи(n2) = 650*0,78 = 507 л.

n(o2) = v(o2)/vm  (vm - молярный объем, равен 22,4 л/моль при н.у.)

n(o2) = 136,5/22,4 = 6моль.

n(n2) = v(n2)/vm = 507/22,4 = 22,6 моль.

после реакции кислорода и азота осталось:

n(o2) = 6 - 5 = 1моль,

n(n2) = 22,6 - 3 = 19,6моль.

v(o2) = vm*n(o2) = 22,4*1 = 22,4 л.

v(n2) = vm*n(n2) = 22,4*19,6 = 439л.

объемы "ушедших" кислорода и азота:

v(o2) = vm*n(o2) = 22,4*5 = 112л,

v(n2) = vm*n(n2) = 22,4*3 = 67,2л.

объем воздуха после реакции:

v(возд) = vнач(возд) - v(o2) - v(n2) = 650 - 112 - 67,2 = 470,8 л.

фи(о2) = v(o2)/v(возд) = 22,4/470,8 = 0,048 или 4,8%

фи(n2) = v(n2)/v(возд) = 439/470,8 = 0,93 или 93%.

na2co3 + h2sio3 = na2sio3 +h2o + co2

na2co3 +2hcl = 2nacl + h2o + co2

пусть к- коэффициент пропорциональности

тогда объем газов, а соответственно и их количества относятся 3х/2х

количества исходных веществ по уравнению реакции из 1 реакции количество v1(na2co3)   = v(h2sio3)=3x

из второй реакции v2(na2co3)=2x

итого соды 2х+3х=5х   весит 5*х*106=530х г

кремниевой кислоты 2*х*78=234х г

тогда массовая доля кремниевой кислоты w=234x*100%/(234x+530x)=30,63%