При сгорании 6 г метана (CH4) соединяются с 14 г кислорода (O2) и образуются диоксид углерода (CO2) и вода (H2O). Каков будет массовый остат...

15 мая 2025

Технология продовольственных продуктов и товаров

Условие:

При сгорании 6 г метана (CH4) соединяются с 14 г кислорода (O2) и образуются диоксид углерода (CO2) и вода (H2O). Каков будет массовый остаток не прореагировавшего вещества после реакции?

Решение:

Для решения этой задачи, нам нужно сначала определить, какое вещество будет ограничивающим реагентом. Для этого нужно вычислить количество вещества каждого реагента, используя их молярные массы.

Молярная масса метана (CH4) равна 16 г/моль, а молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль.

Масса метана (CH4) равна 6 г, а масса кислорода (O2) равна 14 г.

Теперь мы можем вычислить количество вещества каждого реагента:

Количество вещества метана (CH4) = масса метана / молярная масса метана = 6 г / 16 г/моль = 0.375 моль

Количество вещества кислорода (O2) = масса кислорода / молярная масса кислорода = 14 г / 32 г/моль = 0.4375 моль

Теперь мы можем использовать соотношение между метаном и кислородом в уравнении реакции, чтобы определить, какое вещество будет ограничивающим реагентом.

Уравнение реакции сгорания метана:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моль метана требуется 2 моля кислорода.

Сравнивая количество вещества метана и кислорода, мы видим, что у нас есть достаточно кислорода для полного сгорания метана. Таким образом, метан будет ограничивающим реагентом.

Теперь мы можем вычислить количество вещества продуктов реакции, используя соотношение в уравнении реакции.

Количество вещества диоксида углерода (CO2) = количество вещества метана (CH4) = 0.375 моль

Количество вещества воды (H2O) = количество вещества метана (CH4) * 2 = 0.375 моль * 2 = 0.75 моль

Теперь мы можем вычислить массу продуктов реакции, используя их молярные массы.

Молярная масса диоксида углерода (CO2) равна 44 г/моль, а молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль.

Масса диоксида углерода (CO2) = количество вещества диоксида углерода * молярная масса диоксида углерода = 0.375 моль * 44 г/моль = 16.5 г

Масса воды (H2O) = количество вещества воды * молярная масса воды = 0.75 моль * 18 г/моль = 13.5 г

Теперь мы можем вычислить массовый остаток не прореагировавшего вещества после реакции, вычитая массу продуктов реакции из общей массы реагентов.

Массовый остаток не прореагировавшего вещества = общая масса реагентов - масса продуктов реакции = (масса метана + масса кислорода) - (масса диоксида углерода + масса воды) = (6 г + 14 г) - (16.5 г + 13.5 г) = 20 г - 30 г = -10 г

Отрицательное значение массового остатка означает, что все вещества полностью прореагировали и не осталось никакого не прореагировавшего вещества.