Найдите объём кислорода, необходимый для сжигания смеси, состоящей из 10 моль метана, 10 г этана и 10...

Для решения этой задачи необходимо определить число молей каждого компонента смеси и рассчитать, сколько молей кислорода требуется для полного сгорания каждого из них. Далее, зная общее количество молей кислорода, можно будет найти его объем.

1. Метан (CH₄):
   Уравнение реакции сгорания метана: [ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

Для сжигания 1 моль метана требуется 2 моль кислорода.
10 моль метана потребует: [ 10 \text{ моль CH}_4 \times 2 \text{ моль O}_2/\text{моль CH}_4 = 20 \text{ моль O}_2 ]

1. Этан (C₂H₆):
   Уравнение реакции сгорания этана: [ 2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} ]

Молярная масса этана (C₂H₆) = 2(12) + 6(1) = 30 г/моль.
Число молей этана: [ \text{Число молей этана} = \frac{10 \text{ г}}{30 \text{ г/моль}} = \frac{1}{3} \text{ моль} ]

Для сжигания 1 моль этана требуется 3.5 моль кислорода.
Для (\frac{1}{3}) моль этана потребуется: [ \frac{1}{3} \text{ моль C}_2\text{H}_6 \times 3.5 \text{ моль O}_2/\text{моль C}_2\text{H}_6 = \frac{7}{6} \text{ моль O}_2 \approx 1.17 \text{ моль O}_2 ]

1. Пропан (C₃H₈):
   Уравнение реакции сгорания пропана: [ \text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} ]

Объем 1 моль газа при нормальных условиях (н.у.) равен 22.4 л.
Число молей пропана: [ \text{Число молей пропана} = \frac{10 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.446 \text{ моль} ]

Для сжигания 1 моль пропана требуется 5 моль кислорода.
Для 0.446 моль пропана потребуется: [ 0.446 \text{ моль C}_3\text{H}_8 \times 5 \text{ моль O}_2/\text{моль C}_3\text{H}_8 = 2.23 \text{ моль O}_2 ]

1. Общий объем кислорода:
   Суммируем количество моль кислорода, необходимое для сжигания всех компонентов: [ 20 \text{ моль O}_2 (\text{метан}) + 1.17 \text{ моль O}_2 (\text{этан}) + 2.23 \text{ моль O}_2 (\text{пропан}) = 23.4 \text{ моль O}_2 ]

2. Перевод молей кислорода в объем:
   При нормальных условиях объем 1 моль газа составляет 22.4 л.
   Объем кислорода: [ 23.4 \text{ моль O}_2 \times 22.4 \text{ л/моль} = 524.16 \text{ л} ]

Таким образом, для сжигания данной смеси требуется 524.16 литра кислорода.

Для сжигания смеси необходимо 120 л кислорода.

Для решения данной задачи необходимо знать, что при сжигании углеводородов с кислородом происходит окисление с образованием углекислого газа и воды. Реакции сгорания каждого углеводорода можно записать следующим образом:

1. Метан (CH4): CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

2. Этан (C2H6): C2H6 + 3.5O2 -> 2CO2 + 3H2O

3. Пропан (C3H8): C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Для каждого углеводорода найдем количество кислорода, необходимое для его сжигания:

1. Метан (CH4): 10 моль CH4 требуется 20 моль O2 (10 моль CH4 * 2 моль O2 / 1 моль CH4)

2. Этан (C2H6): 10 г C2H6 = 0.156 моль C2H6 (молярная масса C2H6 = 30 г/моль) 0.156 моль C2H6 требуется 0.546 моль O2 (0.156 моль C2H6 * 3.5 моль O2 / 1 моль C2H6)

3. Пропан (C3H8): 10 л пропана (н.у.) = 0.4 моль C3H8 (1 моль C3H8 = 25 л при н.у.) 0.4 моль C3H8 требуется 2 моль O2 (0.4 моль C3H8 * 5 моль O2 / 1 моль C3H8)

Теперь найдем общее количество кислорода, необходимое для сжигания смеси углеводородов:

Общее количество O2 = 20 моль + 0.546 моль + 2 моль = 22.546 моль

Теперь найдем объем кислорода при нормальных условиях (н.у.):

V = n 22.4 л (где n - количество молей газа) V = 22.546 моль 22.4 л/моль = 505.0424 л

Итак, для сжигания смеси, состоящей из 10 моль метана, 10 г этана и 10 л пропана (н.у.), необходимо 505.0424 л кислорода.