23. Сколько (м³) воздуха (φO₂ = 0,2) потребуется для сгорания 250 г смеси, содержащей 26% бензола и 74% толуола по массе?

Решение:

1. Рассчитаем массы бензола (C₆H₆) и толуола (C₇H₈) в смеси:
   \( m(C_6H_6) = 250 \text{ г} \cdot 0,26 = 65 \) г.
   \( m(C_7H_8) = 250 \text{ г} \cdot 0,74 = 185 \) г.
2. Рассчитаем молярные массы:
   \( M(C_6H_6) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 72 + 6 = 78 \) г/моль.
   \( M(C_7H_8) = 7 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 84 + 8 = 92 \) г/моль.
3. Найдем количество вещества бензола и толуола:
   \( \nu(C_6H_6) = \frac{65 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} \approx 0,833 \) моль.
   \( \nu(C_7H_8) = \frac{185 \text{ г}}{92 \text{ г/моль}} \approx 2,011 \) моль.
4. Напишем уравнения реакций сгорания:
   \( 2 C_6H_6 + 15 O_2 \rightarrow 12 CO_2 + 6 H_2O \)
   \( 2 C_7H_8 + 21 O_2 \rightarrow 14 CO_2 + 8 H_2O \)
5. Рассчитаем количество вещества кислорода, необходимое для сгорания каждого компонента:
   На бензол:
   \( \nu(O_2)_{\text{бензол}} = \frac{15}{2} \cdot \nu(C_6H_6) = 7,5 \cdot 0,833 \approx 6,2475 \) моль.
   На толуол:
   \( \nu(O_2)_{\text{толуол}} = \frac{21}{2} \cdot \nu(C_7H_8) = 10,5 \cdot 2,011 \approx 21,1155 \) моль.
6. Общее количество вещества кислорода:
   \( \nu(O_2)_{\text{общ}} = 6,2475 + 21,1155 = 27,363 \) моль.
7. Найдем общий объем кислорода (н.у.):
   \( V(O_2) = \nu(O_2)_{\text{общ}} \cdot V_m = 27,363 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 613,03 \) л.
8. Рассчитаем объем воздуха, учитывая, что кислород составляет 20%:
   \( V_{воздуха} = \frac{V(O_2)}{0,20} = \frac{613,03 \text{ л}}{0,20} \approx 3065,15 \) л.
9. Переведем в м³:
   \( 3065,15 \text{ л} = 3,06515 \text{ м}³ \).

Округляя, получаем значение, близкое к 3,1 м³.

Ответ: A) 3,1