Химия

8 класс
Вопрос
При сжигании 1,792 л (н. у.) смеси метана, оксида углерода (II) и кислорода в калориметре выделилось 13,683 кДж теплоты. Если к продуктам сгорания добавить некоторое количество водорода и вновь поджечь, то выделится дополнительно 9,672 кДж теплоты. Известно, что при реакциях образования из простых веществ 1 моль метана, оксида углерода(II), оксида углерода(IV) и воды выделяется 74,8; 110,5; 393,5; 241,8 кДж теплоты соответственно. Каковы парциальные объемы каждого из газов в исходной смеси?
Ответ


Общее число молей газов равно $\frac{1,792}{22,4} = 0,08$ моль. Для определения $Q_{1}$ произведем алгебраическое сложение уравнений образования $CO$ и $CO_{2}$ из простых веществ таким образом, чтобы получилось уравнение

$CO + \frac{1}{2}O_{2} = CO_{2} + Q_{1}$

Находим $Q_{1} = 393,5 - 110,5 = 283$ кДж/моль. Аналогично для реакции

$CH_{4} + 2O_{2} = CO_{2} + 2H_{2}O + Q_{2}$

получим $Q_{2} = 393,5 + 241,8 \cdot 2 - 74,8 = 802,3$ кДж/моль.

Если число молей метана обозначить через $x$, а число молей оксида углерода (II) через $y$, то при их сгорании выделяется соответственно $802,Зx$ и $283,Оy$ кДж теплоты. Общее количество выделившейся теплоты равно $802,3x + 283,0y = 13,683$ кДж. Так как добавленный водород горит, в исходной смеси содержится избыток кислорода. Из уравнения

$2H_{2} + O_{2} = 2H_{2}O + 483,6$ кДж

следует, что избыток кислорода в исходной смеси составляет 9,672/483,6 = 0,02 (моль).

Тогда 13,683 кДж соответствуют 0,08 -0,02 = 0,06 моль такой смеси, в которой число молей газов при горении метана ($CH_{4} + 2O_{2}$) составит $3x$ моль, а при горении оксида углерода(II) ($CO + \frac{1}{2}O_{2}$) - $1,5 y$ моль. Получаем систему уравнений:

$\begin {cases}
3x + 1,5y = 0,06 \\
802,3x +283y = 13,683
\end {cases}$

Решая эту систему, находим $x = 0,01; y = 0,02$. Таким образом, в смеси содержалось 0,01 моль $CH_{4}$, или 0,224 л; 0,02 моль $CO$, или 0,448 л, а кислород находим по разности 1,792 - 0,224 - 0,448 = 1,12 л.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Пробу смеси двуокиси свинца и двуокиси марганца массой 1,4673 г обработали соляной кислотой и получили при этом 291,3 мл хлора, измеренных при температуре $17^{\circ} C$ и давлении 1,02 атм. Вычислите содержание двуокиси свинца в смеси (в процентах по массе и мольных процентах).
8 класс Химия Средняя
Избыток смеси аммиака с равным количеством триметиламина растворили в 172 мл соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 0,12 и плотностью 1,061 г/мл. Полученный раствор осторожно упарили и получили 51 г сухого вещества. Определите массы веществ, содержащихся в сухом остатке, и количественно оцените соотношение основных свойств триметиламина и аммиака, считая, что при выпаривании не происходит смещения установившегося в растворе равновесия. Объясните полученный результат.
8 класс Химия Средняя
В сосуде протекает реакция между газообразными веществами: $C_{2}H_{4} + H_{2} \rightarrow C_{2}H_{6}$. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции, если концентрацию $C_{2}H_{4}$ увеличить в 2 раза и повысить температуру на $30^{ \circ } С$. Температурный коэффициент скорости реакции принять равным 3.
8 класс Химия Средняя
В колбу, содержащую 50 г 27,6 %-го раствора карбоната калия, приливают по каплям 7,3 %-ную соляную кислоту со скоростью 1 г раствора кислоты в минуту. Напишите уравнения реакций, постройте график зависимости объема выделившегося газа (н.у.) от времени. По горизонтали откладывайте время, по вертикали - объем газа (мл). Растворимостью оксида углерода (IV) можно пренебречь. Изменится ли график, если те же реактивы приливать наоборот - в кислоту добавлять с той же скоростью раствор карбоната?
8 класс Химия Средняя
Оксид серы (VI) массой 8 г растворили в ПО г 8 %-ной серной кислоты. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 10,6 г гидроксида калия?
8 класс Химия Средняя
При термическом разложении соли А в присутствии катализатора образовались соль Б и газ В, поддерживающий горение. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется желто-зеленый газ Г и образуется соль Б. Газы В и Г между собой не взаимодействуют. При взаимодействии соли Б с раствором нитрата серебра выпадает белый осадок. Назовите неизвестные вещества, напишите уравнения всех упомянутых реакций.
8 класс Химия Средняя
Рассчитайте объем 34 % -ного раствора гидроксида калия ($\rho = 1,37 г/мл$), который потребуется для растворения кремния, получившегося в результате длительного прокаливания смеси 19,8 г магния и 18,9 г оксида кремния(IV).
8 класс Химия Средняя
При бромировании неизвестного углеводорода получено только одно бромпроизводное с плотностью по воздуху 5,207. Выведите структурную формулу углеводорода.
8 класс Химия Средняя
При прокаливании 54,8 г смеси нитратов железа(II) и меди(II) образовалось 15,68 л (н. у.) газовой смеси. Определите массу твердой смеси, образовавшейся после прокаливания.
8 класс Химия Средняя
К 2,50 $см^{3}$ раствора $KClO_{3}$ ($\rho = 1,02 г/см^{3}$) прибавили 25,00 $см^{3}$ 0,12 н раствора $FeSO_{4}$, избыток которого оттитровали 0,11 н раствором $KMnO_{4}$ объемом 5,00 $см^{3}$. Рассчитайте содержание $KClO_{3}$ ($\omega$, %) в исходном растворе.
8 класс Химия Средняя