Вычислить объем кислорода, который образуется при сжигании 240 г 2-метилбутана.

Ответы на вопрос

Отвечает Строев Дмитрий.

При сжигании углеводородов кислород не образуется, а расходуется (он нужен для реакции горения). Поэтому корректно считать объём кислорода, который требуется (израсходуется) для сжигания 240 г 2-метилбутана.

1) Запишем формулу вещества

2-метилбутан (изопентан) имеет молекулярную формулу:

\mathrm{C_5H_{12}}

2) Уравнение реакции полного сгорания

Полное горение:

\mathrm{C_5H_{12} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O}

Балансируем:

C: 5 → $\mathrm{5CO_2}$
H: 12 → $\mathrm{6H_2O}$
O: справа $5\cdot2 + 6\cdot1 = 10 + 6 = 16$ атомов O → слева $\mathrm{8O_2}$

Итог:

\mathrm{C_5H_{12} + 8O_2 \rightarrow 5CO_2 + 6H_2O}

Отсюда: 1 моль $\mathrm{C_5H_{12}}$ требует 8 моль $\mathrm{O_2}$ .

3) Найдём количество вещества 2-метилбутана

Молярная масса:

M(\mathrm{C_5H_{12}})=5\cdot12 + 12\cdot1 = 60 + 12 = 72\ \text{г/моль}

Количество вещества:

n(\mathrm{C_5H_{12}})=\frac{240}{72}=\frac{10}{3}\approx 3{,}33\ \text{моль}

4) Найдём количество вещества кислорода

n(\mathrm{O_2})=8\cdot n(\mathrm{C_5H_{12}})=8\cdot \frac{10}{3}=\frac{80}{3}\approx 26{,}67\ \text{моль}

5) Переведём в объём (при н.у.)

При нормальных условиях молярный объём газа:

V_m = 22{,}4\ \text{л/моль}

Тогда:

V(\mathrm{O_2}) = n\cdot V_m = \frac{80}{3}\cdot 22{,}4 = \frac{1792}{3}\approx 597{,}3\ \text{л}

Ответ

\boxed{V(\mathrm{O_2}) \approx 5{,}97\times 10^2\ \text{л} \approx 0{,}597\ \text{м}^3\ (\text{н.у.})}

То есть для сжигания 240 г 2-метилбутана требуется примерно 597 л кислорода (при н.у.).