Дано: V(суміш)=1 м3= 1000 л; φ(СН4)=0,9 або 90%; φ(С2Н6)=0,05 або 5%,
Знайти: V(О2)-?
Розв'язування:
Знайдемо об'єми метану і етану у суміші природного газу.
Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до об'єму суміші: φ(речовини)=V(речовини)/V(суміші), звідси V(речовини)=φ(речовини)•V(суміші).
V(CH4) = φ(СН4)•V(суміші) = 0,9•1000л=900 л.
V(C2H6)=φ(C2H6)•V(суміші)= 0,05•1000л=50 л.
Обчислимо об'єм кисню, який потрібен для спалювання цих об'ємів метану і етану у суміші природного газу.
І спосіб.
Запишемо рівняння реакції горіння метану і етану.
900 л х л
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О
1 об'єм 2 об'єми
50 л у л
2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О
2 об'єми 7 об'ємів
Для складання пропорцій скористаємося законом об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА).
Пропорція для обчислення об'єму кисню, який потрібен для спалювання метану об'ємом 900 л у суміші природного газу.
900 л / 1 = х л / 2, х = 900 л •2/1=1800 л.
Пропорція для обчислення об'єму кисню, який потрібен для спалювання етану об'ємом 50 л у суміші природного газу.
50 л / 2 = у л / 7, у = 50 л •7/2=175 л.
Отримали, що при згорянні метану і етану у суміші природного газу витратиться кисню:
V(О2)= х + у = 1800 л + 175 л = 1975 л.
Відповідь. V(О2)=1975 л.
ІІ спосіб.
Запишемо рівняння реакції горіння метану і етану.
СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О
2С2Н6 + 7О2 → 4СО2 + 6Н2О
За рівнянням реакції під час згоряння метану кисню витрачається у 2 рази більше (V(СН4):V1(О2)=1:2),
тому V1(О2)=V(CH4)•2=900 л •2=1800 л.
За рівнянням реакції під час згоряння етану кисню витрачається у 3,5 рази більше (V(С2Н6):V2(О2)=2:7=1:3,5),
тому V2(О2)=V(C2H6)•3,5=50 л •3,5 =175 л.
Отримали, що при згорянні метану і етану у суміші природного газу витратиться кисню:
V(О2)=V1(О2)+V2(О2)=1800 л + 175 л = 1975 л.
Відповідь. V(О2)=1975 л.
Відомо: m(C2H5OH)=920 кг=920 000 г, W(С6Н10О5)=0,86.
Знайти: y(С6Н12О6) -? V(CO2)-? m((деревини)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
x моль 920 000 г у л
C6H12O6 → 2C2H5OН + 2СO2
1 моль 92 г 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 2 моль етанолу С2Н5ОН і виділенням 2 моль газу карбон (IV) оксиду СО2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 2 моль - займуть об'єм у два рази більший, тобто 44,8 л).
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) етанолу й, відповідно, масу 2 моль.
Mr(C2Н5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46,
M(C2Н5ОН)=46 г /моль. Маса 1 моль=46 г, а маса 2 моль=92 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму етанолу.
у л / 44,8 л г= 920 000 г / 92 г,
звідси у = 920 000 г• 44,8 л / 92 г= 448000 л.
Пропорція для обчислення кількості речовини глюкози.
х моль/1 моль=920 000 г/92 г,
звідси х=920 000 г• 1 моль/92 г=10000 моль.
Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:
х г 10000 моль
C6H10O5 + Н2О → C6H12C6
162 г 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі і знайдені.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) целюлози й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(C6Н10О5)=6•Ar(C)+10•Ar(Н)+5•Ar(О)=6•12+10•1+5•16=72+10+80=162,
M(C6Н10О5)=162 г /моль. Маса 1 моль=162 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію для обчислення маси целюлози і розв'язуємо її.
х г/162 г=10000 моль/1 моль, звідси х=10000 моль•162 г/1 моль=
=1620000 г
Знаходимо масу сполуки (деревини) за формулою:
m(сполуки)=m(речовини)/W(речовини)
m(деревини)=m(С6Н10О5)/W(С6Н10О5)=1620000 г/0,86=1883721 г=
= 1883,721 кг.
Відповідь: m(деревини)=1883,721 кг; V(CO2)=448000 л.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: C6H12O6→2C2H5OН+2СO2
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) етилового спирту.
Mr(C2Н5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46,
M(C2Н5ОН)=46 г /моль.
Обчислюємо кількість речовини етилового спирту С2Н5ОН масою 920000 г за формулою y=m/M.
y((C2Н5Он)=920000 г : 46 г/моль=20000 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 2 моль етанолу С2Н5ОН і виділенням 2 моль газу карбон (IV) оксиду СО2 , кількість речовини глюкози є у 2 рази менше, ніж етанолу, тому
y(С6Н12О6)=y(С2Н5ОН):2= 20000 моль:2= 10000 моль, а кількість речовини етанолу і карбон (IV) оксиду СО2 є однакова, тому y(СО2)=y(С2Н5ОН)=20000 моль.
Знаходимо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 20000 моль за формулою V=y•Vм, де Vм - постійна величина і рівна 22,4 л/моль за н.у.
V (СО2)=20000 моль • 22,4 л/моль=448000 л.
Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:
C6H10O5+Н2О→C6H12C6
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6, кількості речовин однакові,
тому y(С6Н10О5)= y(С6Н12О6)=10000 моль
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) целюлози.
Mr(C6Н10О5)=6•Ar(C)+10•Ar(Н)+5•Ar(О)=6•12+10•1+5•16=72+10+80=162.
M(C6Н10О5)=162 г /моль.
Знаходимо масу целюлози кількістю речовини 10000 моль за формулою m=y•M.
m(С6Н10О5)=10000 моль • 162 г/моль=1620000 г.
Знаходимо масу сполуки (деревини) за формулою:
m(сполуки)=m(речовини)/W(речовини)
m(деревини)=m(С6Н10О5)/W(С6Н10О5)=1620000 г/0,86=1883721 г=
= 1883,721 кг.
Відповідь: m(деревини)=1883,721 кг; V(CO2)=448000 л.
решение задания по геометрии
