Присоединиться

8–11 класс·высокий уровень

Объёмные доли метана и этана в смеси по объёму углекислого газа

Условие

Сожгли 10 л смеси метана CH₄ и этана C₂H₆ и получили 14 л углекислого газа. Все объёмы газов измерены при одинаковых давлении и температуре, вода после охлаждения сконденсировалась. Найдите объёмные доли метана и этана в исходной смеси и объём кислорода, израсходованного на сжигание.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Шаг 1. Записываем уравнения сгорания

    CH4+2O2=CO2+2H2O\mathrm{CH_4} + 2\mathrm{O_2} = \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{H_2O}

    C2H6+3,5 O2=2CO2+3H2O\mathrm{C_2H_6} + 3{,}5\,\mathrm{O_2} = 2\mathrm{CO_2} + 3\mathrm{H_2O}

    Ключ к задаче: из одного объёма метана получается один объём CO2\mathrm{CO_2}, а из одного объёма этана — два, потому что в его молекуле два атома углерода. Дробный коэффициент 3,5 при расчёте объёмов допустим.

  2. Шаг 2. Вводим неизвестные и первое уравнение

    Так как все газы измерены при одинаковых условиях, работаем прямо с литрами (закон объёмных отношений), моли не нужны.

    Пусть xx — объём метана, yy — объём этана, оба в литрах. Тогда сумма объёмов даёт первое уравнение:

    x+y=10x + y = 10

Осталось ещё 3 шага

  1. Шаг 3. Составляем уравнение по углекислому газу

  2. Шаг 4. Переводим объёмы в доли

  3. Шаг 5. Считаем кислород

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

  • Считают, что из этана получается один объём CO2\mathrm{CO_2}, — тогда система становится противоречивой.

  • Приплюсовывают к 14 л объём водяного пара, хотя вода сконденсировалась.

  • Пересчитывают доли по массам и дают ответ около 44 % и 56 % — в условии спрашивают объёмные доли.

  • Переводят литры в моли через 22,4 л/моль, хотя условия лишь «одинаковые», а не нормальные.

  • Округляют коэффициент 3,5 до 4 при расчёте кислорода.

Другие задачи по теме «Газовые законы»