Какой объем воздуха (м3, н.у.) нужен для сгорания этена, содержащего 3,01·10^25 атомов водорода? φ(O2) = 0,2

1. A) 16,8
2. B) 8,4
3. C) 5,6
4. D) 4,2

Химия Колледж Стехиометрия химических реакций объём воздуха сгорание этена атомы водорода химические реакции расчет объема φ(O2) Новый

Чтобы определить, какой объем воздуха нужен для сгорания этена, содержащего 3,01·10^25 атомов водорода, нам нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определить количество молей водорода

• Сначала найдем количество молей водорода. Для этого используем число Авогадро, которое равно 6,022·10^23 атомов/моль.
• Количество молей водорода (n) можно найти по формуле: n = N / Na, где N - общее количество атомов, а Na - число Авогадро.
• Подставляем значения: n(H) = 3,01·10^25 / 6,022·10^23 ≈ 50 моль.

Шаг 2: Определить количество молей этена

• Этен (C2H4) содержит 4 атома водорода, следовательно, для 50 моль водорода нужно: n(C2H4) = n(H) / 4 = 50 / 4 = 12,5 моль.

Шаг 3: Определить количество кислорода, необходимого для сгорания этена

• Уравнение реакции сгорания этена выглядит следующим образом: C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O.
• Из уравнения видно, что на 1 моль этена требуется 3 моля кислорода.
• Следовательно, для 12,5 моль этена необходимо: n(O2) = 12,5 * 3 = 37,5 моль кислорода.

Шаг 4: Учитываем объем кислорода

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра (или 0,0224 м³).
• Таким образом, объем кислорода (V(O2)) можно найти по формуле: V(O2) = n(O2) * 0,0224 м³.
• Подставляем значения: V(O2) = 37,5 * 0,0224 ≈ 0,84 м³.

Шаг 5: Определяем объем воздуха

• Согласно условию задачи, φ(O2) = 0,2, что означает, что кислород составляет 20% от объема воздуха.
• Поэтому, чтобы найти общий объем воздуха (V(воздуха)), используем формулу: V(воздуха) = V(O2) / φ(O2).
• Подставляем значения: V(воздуха) = 0,84 / 0,2 = 4,2 м³.

Таким образом, правильный ответ: D) 4,2 м³.