Вариант 1 Задание 1. Смесь пропана и бутана объёмом 11,2 л (н.у.) полностью сожгли в избытке кислорода. Образовалось 22,4 л СО2 (н.у.). 1) Определите объёмную долю каждого газа. 2) Найдите массу образовавшейся воды.

1) Определим количество вещества смеси пропана и бутана:

$$n(смеси) = \frac{V}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$

Определим количество вещества углекислого газа:

$$n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{22.4 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 1 \text{ моль}$$

Пусть количество вещества пропана C3H8 равно x моль, тогда количество вещества бутана C4H10 равно (0.5 - x) моль.

Запишем уравнения реакций горения пропана и бутана:

$$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$$

$$C_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$$

Из уравнения реакции горения пропана следует, что при сгорании x моль пропана образуется 3x моль углекислого газа.

Из уравнения реакции горения бутана следует, что при сгорании (0.5 - x) моль бутана образуется 4(0.5 - x) моль углекислого газа.

Суммарное количество вещества углекислого газа равно 1 моль:

$$3x + 4(0.5 - x) = 1$$

$$3x + 2 - 4x = 1$$

$$-x = -1$$

$$x = 1 \text{ моль}$$

x = 1 моль - это количество вещества пропана, но это значение больше, чем количество вещества всей смеси (0,5 моль), следовательно в условии задачи ошибка.

Предположим, что объем смеси 1,12 л, тогда количество вещества смеси составит:

$$n(смеси) = \frac{V}{V_m} = \frac{1.12 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.05 \text{ моль}$$

Пусть количество вещества пропана C3H8 равно x моль, тогда количество вещества бутана C4H10 равно (0.05 - x) моль.

Суммарное количество вещества углекислого газа равно 0,1 моль:

$$3x + 4(0.05 - x) = 0.1$$

$$3x + 0.2 - 4x = 0.1$$

$$-x = -0.1$$

$$x = 0.1 \text{ моль}$$

Количество вещества пропана равно 0,1 моль, следовательно, количество вещества бутана равно (0,05 - 0,1) = -0,05 моль. Этого не может быть. Следовательно, в условии задачи ошибка.

2) Предположим, что объем образовавшегося углекислого газа 11,2 л, тогда количество вещества углекислого газа составит:

$$n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$

Пусть количество вещества пропана C3H8 равно x моль, тогда количество вещества бутана C4H10 равно (0.5 - x) моль.

Суммарное количество вещества углекислого газа равно 0,5 моль:

$$3x + 4(0.5 - x) = 0.5$$

$$3x + 2 - 4x = 0.5$$

$$-x = -1.5$$

$$x = 1.5 \text{ моль}$$

x = 1,5 моль - это количество вещества пропана, но это значение больше, чем количество вещества всей смеси (0,5 моль), следовательно в условии задачи ошибка.

В данной задаче недостаточно данных для расчета.

Ответ: В данной задаче недостаточно данных для расчета.