Помогите с задачей на газы


Подскажите пожалуйста с чего начинать решать такого рода задачи

При пропускании метана через раскаленную трубку c фильтром произошло частичное его разложение, и масса трубки увеличилась на 2.4 г.

Что мы знаем о разложении метана? Если масса трубки увеличилась, то в ходе разложения определенно образовался графит, имеющий массу 2.4 г. Также, в ходе разложения могут (теоретически) образоваться этилен/этин.

Образующаяся при этом газовая смесь имеет плотность по водороду 4.2, объем ее больше объема исходного метана на 66.67%, и она способна обесцвечивать бромную воду.

Средняя молярная масса газовой смеси составляет 4.2 · 2 = 8.4 г/моль. Отсюда мы делаем вывод о том, что в газовой смеси содержится как минимум один газ, молярная масса которого превышает 8.4 г/моль. Но так как разложение было частичным, и эта газовая смесь способна обесцвечивать бромную воду, можно сделать вывод о том, что в газовой смеси содержатся как минимум три газа: 1) водород; 2) метан; 3) этин/этилен.

Напишем потенциально возможные уравнения реакции:

\ce{CH4 = C + 2H2}
\ce{2CH4 = C2H2 + 3H2}
\ce{2CH4 = C2H4 + 2H2}

Если бы протекала только первая, или вторая реакция, то объем газовой смеси был бы в два раза больше объема исходного метана. Если бы протекала только третья реакция, то объем газовой смеси был бы в полтора раза больше объема исходного метана. Если по условию объем газовой смеси превысил объем исходного метана в 1.667 раза, то можно сделать вывод о том, что этилен стопроцентно является одним из компонентов газовой смеси (1.5 < 1.667 < 2).

Поскольку ты знаешь массу графита, то тебе остается лишь внести переменные х и у, которые обозначают кол-ва молей этилена и этина в конечной газовой смеси. Так как тебе известна средняя молярная масса смеси, а также соотношение конечного и начального объема газовой смеси и метана, то у тебя как раз таки должны получиться два уравнения с двумя переменными.

А дальше уже сама)

1 лайк

А не нужно ли будет вводить третью переменную как изначльное количество метана? Просто чтобы расписать конечную смесь, нужно будет и вставить оставшийся метан, а как его выразить через х и у?

Уже ведь была такая тема