Какой объем кислорода, потребовался для сгорания (н.у.), если при сжигании ацетилена выделилось 400 л оксида углерода

Сквозь_Холмы

35

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится знать стехиометрическое соотношение между ацетиленом и оксидом углерода (IV). Следуя данному соотношению, мы сможем вычислить количество ацетилена, затраченного при сгорании.

Так как в задаче указан объем оксида углерода (IV), который выделился, нам необходимо перевести его в количество вещества. Для этого мы будем использовать универсальный газовый закон. Формула этого закона выглядит следующим образом:

\[PV = nRT\]

Где:
- P - давление газа,
- V - его объем,
- n - количество вещества газа (в молях),
- R - универсальная газовая постоянная,
- T - температура газа.

По умолчанию, условия задачи предполагают, что объем газа измерен при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях давление равно 1 атмосфере, а температура 298 Кельвинов.

Мы можем записать уравнение для оксида углерода (IV) следующим образом:

\[P \cdot V = n_{CO_2} \cdot R \cdot T\]

Где:
- \(P\) = 1 атмосфера (так как расчет проводится при н.у.),
- \(V\) = 400 л (объем газа),
- \(n_{CO_2}\) - количество оксида углерода (IV) в молях,
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \, \frac{л \cdot атм}{моль \cdot К}\)),
- \(T\) = 298 Кельвинов (температура при н.у.).

Теперь мы можем выразить количество оксида углерода (IV) в молях:

\[n_{CO_2} = \frac{{P \cdot V}}{{R \cdot T}}\]

Подставляя известные значения:

\[n_{CO_2} = \frac{{1 \, атм \cdot 400 \, л}}{{0,0821 \, \frac{л \cdot атм}{моль \cdot К} \cdot 298 \, K}}\]

После проведения всех необходимых расчетов, получим количество оксида углерода (IV) в молях. Это будет исходным количеством ацетилена, потребовавшимся для его сгорания.

Теперь мы знаем количество ацетилена в молях. Объем кислорода, потребовавшийся для его сгорания, можно вычислить, зная стехиометрическое соотношение между ними. Уравнение для сгорания ацетилена выглядит следующим образом:

\[2C_2H_2 + 5O_2 \to 4CO_2 + 2H_2O\]

Из уравнения видно, что на каждый молекулу ацетилена требуется 5 молекул кислорода. Следовательно, количество кислорода в молях будет составлять:

\[n_{O_2} = 5 \cdot n_{CO_2}\]

И наконец, чтобы получить объем кислорода, мы домножим количество его в молях на его молярный объем при н.у., который составляет примерно 22,4 л/моль:

\[V_{O_2} = n_{O_2} \cdot 22,4 \, л/моль\]

Подставляя значение \(n_{O_2}\), которое мы рассчитали ранее, мы можем найти окончательный ответ на задачу.