Смесь метана и диоксида углерода массой 26 г с соотношением 1:2 при н.у. занимает объем 16,8 л. Смесь содержит:
А) 0,25 моль CH₄
В) 0,20 моль CH₄
С) 0,1 моль CO₂
D) 0,6 моль CH₄
Е) 0,15 моль CO₂
F) 0,10 моль CH₄
G) 0,50 моль CO₂
H) 0,25 моль CO₂
Задание предлагает определить количество молей компонентов (CH₄ и CO₂) в газовой смеси, имеющей массу 26 г и занимающей объём 16,8 л при нормальных условиях. Также указано, что соотношение в смеси равно 1:2, что соответствует молярному соотношению CH₄ : CO₂.
Рассмотрим подробное решение:
Общий объём смеси при н.у. (нормальных условиях) позволяет вычислить общее количество молей газа. При нормальных условиях один моль газа занимает 22,4 л, поэтому:
n общее = 16,8 л / 22,4 л/моль = 0,75 моль.
Обозначим число молей метана как x, а число молей диоксида углерода как y. Из условия соотношения получаем:
x : y = 1 : 2, то есть y = 2x.
Из общего количества молей:
x + y = 0,75 моль → x + 2x = 0,75 → 3x = 0,75,
откуда x = 0,25 моль, а y = 2·0,25 = 0,5 моль.
Проверим массу:
масса CH₄ = 0,25 моль × 16 г/моль = 4 г,
масса CO₂ = 0,5 моль × 44 г/моль = 22 г.
Суммарная масса = 4 г + 22 г = 26 г, что соответствует условию.
Теперь проанализируем варианты ответов:
А) 0,25 моль CH₄ – верно, так как найдено именно 0,25 моль метана.
В) 0,20 моль CH₄ – неверно, т.к. получено 0,25 моль.
С) 0,1 моль CO₂ – неверно, т.к. найдено 0,5 моль CO₂.
D) 0,6 моль CH₄ – неверно.
Е) 0,15 моль CO₂ – неверно.
F) 0,10 моль CH₄ – неверно.
G) 0,50 моль CO₂ – верно, так как получено 0,50 моль диоксида углерода.
H) 0,25 моль CO₂ – неверно.
В итоге из представленных вариантов верны ответы А и G.