Вопрос школьника
На полное сгорание смеси метана и оксида углерода (II) потребовался такой же объём кислорода. Определите состав газовой смеси в объёмных долях
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции полного сгорания метана и оксида углерода (II):
CH4 + 2CO → CO2 + 2H2O
Из уравнения видно, что на один мол метана и два моля оксида углерода (II) приходится один молекула кислорода. Таким образом, если на полное сгорание смеси метана и оксида углерода (II) потребовался такой же объем кислорода, то это означает, что в смеси было столько же молекул метана и оксида углерода (II), сколько молекул кислорода.
Пусть объем смеси равен V литров. Тогда количество молекул каждого газа можно выразить через их объемные доли:
n(CH4) = V * x(CH4)
n(CO) = V * x(CO)
n(O2) = V * x(O2)
где x(CH4), x(CO) и x(O2) — объемные доли метана, оксида углерода (II) и кислорода соответственно.
Так как на полное сгорание смеси метана и оксида углерода (II) потребовался такой же объем кислорода, то:
n(CH4) + n(CO) = n(O2)
V * x(CH4) + V * x(CO) = V * x(O2)
x(CH4) + x(CO) = x(O2)
Таким образом, объемные доли метана и оксида углерода (II) в смеси равны:
x(CH4) = x(CO) = 1/3
Объемная доля кислорода также равна 1/3, так как на один мол метана и два моля оксида углерода (II) приходится один молекула кислорода.
Таким образом, состав газовой смеси в объемных долях: метан и оксид углерода (II) — по 1/3, кислород — по 1/3.
