дано:
плотность газовой смеси при н. у. = 1,760 г/дм3
молярная масса воздуха (приблизительно) = 29 г/моль
найти:
уравнение реакции сжигания метана и состав газовой смеси
решение:
1. Найдем молярную массу газовой смеси по формуле для плотности:
p = m/V, где p - плотность, m - масса, V - объем.
Поэтому молярная масса M смеси можно выразить как:
M = p * V / n, где n - количество молей.
При н. у. 1 моль газа занимает 22,4 л = 22,4 дм3.
Таким образом:
M = 1,760 г/дм3 * 22,4 дм3/моль = 39,424 г/моль.
2. Метан (CH4) сгорает в недостатке кислорода (O2) с образованием угарного газа (CO) и водяного пара (H2O):
C + O2 → CO + H2O.
3. Уравнение реакции:
CH4 + 1/2 O2 → CO + 2 H2O.
4. Теперь определим состав полученной газовой смеси.
Имеем:
- 1 моль метана дает 1 моль угарного газа (CO).
- 1 моль метана также дает 2 моля водяного пара (H2O).
5. Общая молярная масса компонентов смеси:
- Молярная масса CO = 12 + 16 = 28 г/моль
- Молярная масса H2O = 2 + 16 = 18 г/моль
6. Рассчитаем среднюю молярную массу смеси, учитывая 1 моль метана:
Общее количество моль в смеси = 1 (CO) + 2 (H2O) = 3 моль.
Средняя молярная масса смеси:
Mсмеш = (M(CO) + 2 * M(H2O)) / 3
Mсмеш = (28 + 2 * 18) / 3
Mсмеш = (28 + 36) / 3
Mсмеш = 64 / 3 ≈ 21,33 г/моль.
7. Сравним полученную молярную массу с найденной ранее:
Из-за недостатка кислорода в результате реакции образуется угарный газ и водяной пар, что отражает изменение плотности.
ответ:
уравнение реакции: CH4 + 1/2 O2 → CO + 2 H2O.
молярная масса газовой смеси ≈ 39,42 г/моль.