Химия
8 класс
Вопрос
Было установлено, что для сжигания смеси метана и водорода необходимо использовать в пять раз больший объем воздуха. Газообразные продукты реакции после охлаждения встряхивали в сосуде с раствором гидрата окиси калия, при этом объем газовой смеси уменьшился на 113 и остался чистый азот. Определите процентный состав метана и водорода в первоначальной смеси газов (считать, что воздух содержит 20 % кислорода).
Ответ
CH4+2O2=CO2+2H2O, (1)
2H2+O2=2H2O, (2)
CO2+2KOH=K2CO3+H2O. (3)
В a объемах взятого воздуха содержится 45a азота. Из уравнения реакции 1 следует, что углекислый газ после Конденсации водяного пара занимает тот же объем, что и сгоревший метан. Обозначим содержание CH4 (или CO2) в смеси через x, а содержание водорода через y. Из условия задачи известно, что
VCO2=113(VN2+VCO2)
или x=113(45⋅a+x), следовательно,
x=4a5⋅12=a15.
Процентное содержание метана в смеси определяется соотношением
x⋅100x+y;
по условию задачи x+y=15a, откуда
xx+y=xa5=5xa.
Таким образом, процентное содержание метана равно 5a⋅10015a=33,3 %, а процентное содержание водорода 100−33,3=66,7 %.