Определите теплоту полного сгорания до газообразных продуктов 1,000 л (н. у.) пропан-бутановой смеси, если плотность исходной газовой смеси равна 2,300 г/л (н. у.). Ответ выразите в килоджоулях, округлите до десятых.

Используем молярный объём газа при н. у. 22,4 л/моль и формулу теплоты сгорания из условия.

1. Средняя молярная масса смеси: M = 2,300 · 22,4 = 51,52 г/моль.

2. Пусть x — мольная доля бутана. Тогда средняя молярная масса смеси пропана (44 г/моль) и бутана (58 г/моль): 44(1 − x) + 58x = 51,52. Отсюда x = 0,53714; доля пропана равна 0,46286.

3. По формуле Q = 616,82n + 189,71 теплота сгорания пропана (n = 3) составляет 2040,17 кДж/моль, а бутана (n = 4) — 2656,99 кДж/моль.

4. Средняя теплота сгорания одного моля смеси: 0,46286 · 2040,17 + 0,53714 · 2656,99 ≈ 2371,49 кДж/моль.

5. Количество смеси: 1,000 / 22,4 = 0,0446429 моль. Тогда теплота сгорания равна 2371,49 · 0,0446429 ≈ 105,9 кДж.

Ответ: 105,9 кДж.