Химия
8 класс
Вопрос
Природный газ содержит в среднем 85% метана, 6% кислорода, 3% окиси углерода, 1,5% азота, 4,5% $CO_2$.
Какой объем воздуха необходим для сгорания $1 м^3$ этого газа? Предполагается, что содержание кислорода в воздухе составляет 21% (по объему).
Ответ
В $1 м^3$ (1000 л) природного газа содержится 850 л (NULL,95 моля) метана, 60 л (NULL,68 моля) этана и 30 л (NULL,34 моля) $CO$. Остальное приходится на азот, двуокись углерода, инертные газы, которые не принимают участия в реакциях горения.
$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$,
т. е. на сгорание 1 моля метана расходуется 2 моля кислорода, на 37,95 моля потребуется $37,95 \cdot 2 = 75,90$ моля $O_2$.
$C_2H_6 + 3,5O_2 = 2CO_2 + 3H_2O$,
следовательно, для сгорания 1 моля этана требуется $3,5 O_2$, а для сгорания 2,68 моля этана будет затрачено $3,5 \cdot 2,68 = 9,38$ моля $O_2$.
$CO + 0,5O_2 = CO_2$,
поэтому для сгорания 1 моля окиси углерода необходим затратить 0,5 моля $O_2$, а для сгорания 1,34 моля $CO$ надо взять $0,5 \cdot 1,34 = 0,67$ моля $O_2$.
Таким образом, всего потребуется $75,90 + 9,38 + 0,67 = 85,95$ моля $O_2$. В $1 м^3$ воздуха содержится 210 л (NULL,38 моля) $O_2$. Для сгорания $1 м^3$ природного газа понадобится израсходовать
$V = \frac{85,95}{9,38} = 9,17 м^3$ воздуха.