Сколько кислорода потребуется для сгорания одинаковых объемов разных газов? Ученик взял по 10 литров метана (CH4

Золото_9915

19

Объем затраченного кислорода можно определить с помощью стехиометрии - науки о количественных отношениях между реагентами и продуктами в химических реакциях. Для этого нам понадобятся соотношения между исходными газами и кислородом, а также их молярные массы.

Сначала рассмотрим химическое уравнение горения метана:

\[CH4 + 2O2 \rightarrow CO2 + 2H2O\]

Из уравнения видно, что 1 молекула метана (CH4) реагирует с 2 молекулами кислорода (O2) и образует 1 молекулу углекислого газа (CO2) и 2 молекулы воды (H2O).

Таким образом, для сгорания 1 молекулы метана (CH4) требуется 2 молекулы кислорода (O2).

Теперь рассмотрим химическое уравнение горения сероводорода:

\[2H2S + 3O2 \rightarrow 2SO2 + 2H2O\]

Из уравнения видно, что 2 молекулы сероводорода (H2S) реагируют с 3 молекулами кислорода (O2) и образуют 2 молекулы диоксида серы (SO2) и 2 молекулы воды (H2O).

Таким образом, для сгорания 2 молекул сероводорода (H2S) требуется 3 молекулы кислорода (O2).

Наконец, рассмотрим химическое уравнение горения этилена:

\[C2H4 + 3O2 \rightarrow 2CO2 + 2H2O\]

Из уравнения видно, что 1 молекула этилена (C2H4) реагирует с 3 молекулами кислорода (O2) и образует 2 молекулы углекислого газа (CO2) и 2 молекулы воды (H2O).

Таким образом, для сгорания 1 молекулы этилена (C2H4) требуется 3 молекулы кислорода (O2).

Теперь у нас есть достаточная информация для решения задачи.

Ученик взял по 10 литров каждого газа, что соответствует такому же количеству молекул каждого газа при нормальных условиях. Значит, чтобы определить объем затраченного кислорода (при н.у.) в каждой реакции, мы просто умножим количество молекул каждого газа на необходимое количество молекул кислорода.

Для метана (CH4):

Молекулы метана (CH4): 10 (это и есть количество молекул метана)

Молекулы кислорода (O2): 2 * 10 = 20

Для сероводорода (H2S):

Молекулы сероводорода (H2S): 10 (это и есть количество молекул сероводорода)

Молекулы кислорода (O2): 3 * 10 = 30

Для этилена (C2H4):

Молекулы этилена (C2H4): 10 (это и есть количество молекул этилена)

Молекулы кислорода (O2): 3 * 10 = 30

Теперь осталось найти суммарный объем израсходованного кислорода. Для этого сложим объемы кислорода, использованные в каждой реакции:

20 + 30 + 30 = 80

Суммарный объем израсходованного кислорода равен 80 литрам.

Также мы можем определить количество молекул кислорода, использованных в этом эксперименте. Чтобы это сделать, найдем молекулярные массы каждого газа и воспользуемся формулой:

Количество молекул = количество газа (в граммах) / молярная масса газа.

Молярные массы соответствующих газов:
Метан (CH4): 16 г/моль
Сероводород (H2S): 34 г/моль
Этилен (C2H4): 28 г/моль

Количество молекул кислорода для метана: 20 моль (количество газа) / 2 моль/литр = 10 литров
Количество молекул кислорода для сероводорода: 30 моль / 3 моль/литр = 10 литров
Количество молекул кислорода для этилена: 30 моль / 3 моль/литр = 10 литров

Таким образом, в этом эксперименте использовалось 10 литров молекул кислорода.

Мы рассмотрели реакции горения каждого газа, определили объем затраченного кислорода и количество молекул кислорода, использованных в этом эксперименте.