11. Какой объем воздуха требуется для полного сгорания 50 м3 ацетилена (С2Н2)?

Mihaylovna

18

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать балансовое уравнение реакции сгорания ацетилена (С2Н2) в кислороде (О2):

\[
C_{2}H_{2} + 2O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + H_{2}O
\]

Теперь давайте пошагово решим задачу:

Шаг 1: Найдем количество молей ацетилена.
Для этого воспользуемся формулой:

\[
n = \frac{V}{V_m}
\]

Где n - количество молей, V - объем воздуха (50 м³), V_m - молярный объем газа.

Значение молярного объема газа можно найти, используя уравнение идеального газа:

\[
V_m = \frac{V_{м}}{n_{м}}
\]

Где V_{м} - объем моля газа, n_{м} - количество молей газа в газовой смеси.

Воспользуемся молярной массой ацетилена для нахождения объема моля газа:
M_{C_{2}H_{2}} = 26 g/mol, M - молярная масса.

Теперь можем вычислить V_{м}:

\[
V_{м} = \frac{M_{C_{2}H_{2}}}{n_{м}}
\]

Теперь подставим значение молярного объема газа в формулу для количества молей:

\[
n = \frac{50 \, м^3}{V_{м}}
\]

Ответ: Количество молей ацетилена (С2Н2) равно n.

Шаг 2: Найдем количество молей и объем кислорода, необходимых для сгорания ацетилена.
Исходя из реакции сгорания ацетилена в кислороде, видно, что для полного сгорания 1 моля ацетилена требуется 2 моля кислорода.

Таким образом, для полного сгорания n молей ацетилена нам потребуется 2n молей кислорода.

Ответ: Количество молей кислорода, необходимых для полного сгорания ацетилена, равно 2n, а объем - 2nV_{м}.

Шаг 3: Найдем объем воздуха, необходимого для полного сгорания ацетилена.
Кислород в воздухе составляет около 21% от объема. Таким образом, объем кислорода, необходимый для сгорания ацетилена, составит 0.21 * 2nV_{м}.

Чтобы найти объем воздуха, просто суммируем объем ацетилена и объем кислорода:

V_{возд} = 50 м^3 + 0.21 \cdot 2nV_{м}

Ответ: Объем воздуха, необходимый для полного сгорания 50 м^3 ацетилена, составляет V_{возд}.

Давайте теперь проведем все необходимые вычисления.

Шаг 1: Вычисляем молярный объем ацетилена:
Вычисляем объем моля ацетилена, используя его молярную массу:

M_{C_{2}H_{2}} = 26 г/моль

V_{м} = \frac{26 г/моль}{n_{м}}

Здесь n_{м} - количество молей ацетилена в газовой смеси.

Зная, что в 1 моль ацетилена содержится 2 грамма (это получается из мольной массы ацетилена), можем вычислить n_{м}:

n_{м} = \frac{m_{C_{2}H_{2}}}{M_{C_{2}H_{2}}} = \frac{50 м^3 \cdot 2 г/м^{3}}{26 г/моль}

Ответ: n_{м} = значение, полученное в результате вычислений.

Шаг 2: Находим количество молей и объем кислорода:
Поскольку в коэффициенте реакции сгорания один моль ацетилена соответствует 2 молям кислорода, получаем:

Количество молей кислорода, необходимых для сгорания ацетилена: 2n
Объем кислорода, необходимый для сгорания ацетилена: 2n \cdot V_{м}

Ответ: Количество молей кислорода и его объем, необходимые для полного сгорания ацетилена, равны 2n и 2nV_{м} соответственно.

Шаг 3: Найдем объем воздуха:
Количество кислорода, необходимое для сгорания ацетилена, составляет 0.21 от объема воздуха.

Объем кислорода, необходимый для сгорания ацетилена: 0.21 \cdot 2nV_{м}

Для нахождения объема воздуха, необходимого для полного сгорания ацетилена, складываем объем ацетилена и объем кислорода:

V_{возд} = 50 м^3 + 0.21 \cdot 2nV_{м}

Ответ: Объем воздуха, необходимый для полного сгорания 50 м^3 ацетилена, равен V_{возд}.

Теперь вы можете воспользоваться этими шагами и вычислить значение объема воздуха, требуемого для полного сгорания 50 м³ ацетилена (С2Н2), используя конкретные значения.