Смесь СО и СН4 объемом 25 дм3 (н.у.) смешали с кислородом объемом 30 дм3 при н.у. (кислород взят в избытке) и подожгли. После приведения продуктов реакции к нормальным условиям их объем составил 35 дм3 (н.у.). Определите массовую долю (в %) метана в первоначальной смеси.
Ответы
1) Очевидно, что вода в виде водяного пара не учитывается в составе конечной смеси - условие "После приведения продуктов реакции к нормальным условиям...", т.е. в составе конечной смеси только CO2 и O2 ("кислород взят в избытке");
2) ур-я р-ий сгорания CO (M = 28 г/моль) и CH4 (M = 16 г/моль): а) CO + 0.5O2 = CO2 и
б) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O;
пусть в смеси было х л CO массой 1.25*х г на сгорание кот-го пошло 0.5*х л O2 и 25-х л CH4 массой (25-х)*0.7142857 г на сгорание кот-го пошло 2*(25-х) = 50-2*х л O2; при сгорании х л CO обр-ся х л CO2, а при сгорании 25-х л CH4 - соот-но 25-х л CO2 и остается кислород объемом 30-(0.5*х+50-2*х) = 1.5*х-20, т.е. пол-ся равенство вида 1.5*х-20+25 = 35, откуда х = 20 л CO массой 1.25*20 = 25 г и 25-20 = 5 л CH4 массой 5*0.7142857 = 3.5714285 г;
3) т.о. м.д. CH4 в смеси сос-т 3.5714285/(3.5714285+25) = 0.125 или 12.5%.