При сгорании паров бензола в избытке кислорода выделилось 1648 кДж теплоты и осталось 16,8 дм3 кислорода (н. у.). Определить массовую долю компонентов в исходной смеси.

Запишем дано:

C6H6 + O2

Q = 1648 кДж

V (O2) = 16,8 дм3 или 16,8 л

ϕ (C6H6) - ?

ϕ (O2) - ?

Решение:

Тепловой эффект реакции горения бензола равен 3135,6 кДж тепловой энергии. Составим уравнение реакции горения бензола:

С6 Н6 + О2 = СО2 + Н2 О + 3135,6 кДж

Расставим коэффициенты:

2 С6 Н6 + 15 О2 = 12 СО2 + 6 Н2 О + 3135,6 кДж

2 моль 15 моль

Vм = 22,4 л / моль

1) Рассчитаем объем сгоревшего бензола:

При сгорании 44,8 л (С6 Н6) выделилось 3135,6 кДж

При сгорании х л (С6 Н6) выделилось 1648 кДж

Х = 44,8 л * 1648 кДж / 3135,6 кДж

Х = 23,6 л (С6 Н6)

2) Рассчитаем объем кислорода вступившего в реакцию:

При взаимодействии 15 * 22,4 л (О2) выделилось 3135,6 кДж

При взаимодействии у л (О2) выделилось 1648 кДж

У = 15 * 22,4 л * 1648 кДж / 3135,6 кДж

У = 176,6 л (О2)

3) Найдем объем кислорода в смеси:

V (О2) = 176,6 л + 16,8 л = 193,4 л

4) Найдем объем смеси:

V (смеси) = 23,6 л (С6 Н6) + 193,4 л (О2) = 217 л

5) Найдем объемную долю кислорода в смеси:

ϕ (О2) = 193,4 л * 100% / 217 л = 89%

ϕ (С6 Н6) = 100% - 89% = 11%

Ответ: ϕ (О2) = 89%; ϕ (С6 Н6) = 11%