Бутин-1 объемом 25 дм3 смешали с избытком кислорода. Смесь подожгли. После окончания реакции объем газовой смеси составил 200 дм3. Какой объем кислорода был добавлен к бутину-1? Все объемы измерялись при температуре 150 °С и давлении 101,3 кПа.
от

1 Ответ

дано:  
- объем бутин-1 V_бутин = 25 дм3 = 0,025 м3  
- конечный объем газовой смеси V_конечный = 200 дм3 = 0,2 м3  
- температура T = 150 °C = 150 + 273 = 423 K  
- давление P = 101,3 кПа = 101300 Па  

найти:  
- объем кислорода V_O2

решение:  
1. Объем газа (в данном случае, бутин-1) можно использовать для определения количества вещества. Уравнение реакции с кислородом выглядит следующим образом:

C4H10 + 6 O2 -> 4 CO2 + 5 H2O

Из уравнения видно, что на 1 моль бутан-бутен (C4H10) требуется 6 молей кислорода (O2). Это значит, что объем кислорода, необходимый для реакции с 25 дм3 бутин-1, составит:

V_O2, требуемый = 6 * V_бутин = 6 * 25 дм3 = 150 дм3

2. Теперь найдем объем кислорода, который был добавлен в смесь, учитывая конечный объем. Конечный объем газовой смеси состоит из объема оставшегося кислорода и продуктов реакции (CO2 и H2O).

Объем газов после реакции равен:
V_конечный = V_бутин + V_O2 добавленный - V_O2 реагировавший

Упрощая, имеем:
V_O2 добавленный = V_конечный - V_бутин + V_O2 реагировавший

Подставляем известные значения:
V_O2 добавленный = 200 дм3 - 25 дм3 + 150 дм3

V_O2 добавленный = 200 - 25 + 150 = 325 дм3

Однако обратим внимание, что мы посчитали, сколько кислорода требуется для полной реакции. Так как у нас был избыток кислорода, а в конечном итоге получился объем 200 дм3, необходимо помнить, что не весь кислород может быть использован.

Таким образом, объем кислорода добавленного должен быть:

V_O2 добавленный = V_конечный - V_бутин - V_O2 реагировавший
V_O2 добавленный = 200 дм3 - 25 дм3 - 150 дм3 = 25 дм3

ответ:  
Объем кислорода, который был добавлен к бутину-1, составляет 25 дм3.
от