W zbiorniku o stałej pojemności znajdowały się w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury innych niż warunki normalne 2 mole metanu i 2 mole tlenu. Po zainicjowaniu reakcji przebiegła ona zgodnie z równaniem:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Napisz, w jakim stosunku objętościowym i masowym zmieszano w zbiorniku metan z tlenem. Określ stosunek objętościowy tlenku węgla (IV) i pary wodnej w zbiorniku po zakończeniu reakcji. Stosunek objętościowy i masowy wyraź za pomocą najmniejszych liczb całkowitych.

Proszę o wytłumaczenie zadania, a nie tylko wynik.

Oznacza to, że w tych samych warunkach 1 mol wodoru zajmuje tę samą objętość co 1 mol amoniaku, tak samo 3 mole tlenu zajmują tę samą objętość co 3 mole azotu, itd...

To wystarczy nam do wykonania zadania.

1)

Obliczmy w jakim stosunku objętościowym zmieszano metan z tlenem.

VCH₄ : VO₂ = nCH₄ : nO₂ = 2 : 2 = 1 : 1

2)

Obliczmy w jakim stosunku masowym zmieszano metan z tlenem.

mCH₄ : mO₂ = (2 * 16) : (2 * 32) = 16 : 32 = 1 : 2

3)

Określmy stosunek objętościowy produktów reakcji.

Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem :

CH₄ + 2O₂ ===> CO₂ + 2H₂O

Oznacza to, że przereaguje cały tlen, a część metanu pozostanie po reakcji, bo na każdy 1 mol CH₄ reaguje 2 mole O₂.

Nasza "mieszanka" to 2 mole CH₄ i 2 mole O₂.

Wniosek : Po reakcji w zbiorniku będziemy mieli 1 mol CO₂, 2 mole H₂O i 1 mol CH₄.

Ponownie korzystamy z prawa Avogadro aby określić stosunek objętościowy tlenku węgla(IV) do pary wodnej po zakończeniu reakcji.

VCO₂ : VH₂O = nCO₂ : nH₂O = 1 : 2

(-_-(-_-)-_-)