Який обсяг кисню потрібний для повного згорянняї пропану масою 44,8 грам?

Ignat

62

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать химическую реакцию сгорания пропана. Реакция сгорания пропана выглядит следующим образом:

\[C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O\]

Из этого уравнения мы видим, что одна молекула пропана (C3H8) требует 5 молекул кислорода (O2) для полного сгорания. Теперь давайте перейдем к рассчетам:

1. Рассчитаем количество молекул пропана. Для этого нам нужно знать молярную массу пропана (C3H8). Молярная масса пропана равна сумме масс трех атомов углерода и восьми атомов водорода, что составляет:

\[12.01 \, \text{г/моль} \times 3 + 1.01 \, \text{г/моль} \times 8 = 44.1 \, \text{г/моль}\]

Теперь, чтобы определить количество молекул пропана, мы делим массу пропана (44.8 г) на молярную массу пропана:

\[44.8 \, \text{г} \times \frac{1 \, \text{моль}}{44.1 \, \text{г}} = 1.02 \, \text{моль}\]

2. Так как каждая молекула пропана требует 5 молекул кислорода для полного сгорания, общее количество молекул кислорода, необходимое для полного сгорания данного количества пропана, будет равно:

\[1.02 \, \text{моль пропана} \times 5 \, \text{молекул кислорода/моль пропана} = 5.1 \, \text{моль кислорода}\]

3. Наконец, чтобы определить объем кислорода, необходимый для полного сгорания пропана, мы используем уравнение Клапейрона, которое связывает объем газа с его количеством в молях и условиями (температурой и давлением):

\[PV = nRT\]

Где P - давление газа, V - объем газа, n - количество в молях, R - универсальная газовая постоянная и T - абсолютная температура.

Давайте предположим, что мы работаем при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. В этих условиях можно сказать, что объем газа пропорционален его количеству в молях:

\[V_1 = \frac{V_2 \times n_1}{n_2}\]

Где V1 - объем кислорода, V2 - неизвестный объем, n1 - количество молей кислорода и n2 - количество молей пропана.

Для нашего случая у нас есть следующие значения:

n1 = 5.1 моль (количество молекул кислорода, рассчитанное на шаге 2)
n2 = 1.02 моль (количество молекул пропана, рассчитанное на шаге 1)
V2 = ?

Подставляя данные в формулу, получим:

\[V_1 = \frac{V_2 \times 5.1}{1.02}\]

Мы хотим найти объем кислорода (V1), поэтому переупорядочим уравнение:

\[V_2 = \frac{V_1 \times 1.02}{5.1}\]

Теперь можем рассчитать объем кислорода:

\[V_2 = \frac{V_1 \times 1.02}{5.1} = \frac{V_1}{5}\]

Итак, для полного сгорания 44.8 г пропана, потребуется объем кислорода, который составит 1 пятую от объема кислорода.

Надеюсь, этот подробный расчет помог вам понять, как определить объем кислорода, необходимый для полного сгорания пропана массой 44.8 грамма. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.