Химия

8 класс
Вопрос
Пары 0,071 г некоторого органического вещества вытесняют из эвдиометра $55 см^3$ воздуха, измеренного при температуре $20^{\circ} С$ и давлении 780,4 мм рт. ст. (давление насыщенного водяного пара при $20^{\circ} С$ равно 17 мм рт. ст.). Высота столба воды в эвдиометре 46,2 см. Неизвестное вещество реагирует с щелочными металлами и не реагирует с щелочами. а. Какова молекулярная масса исследуемого вещества, если известно, что плотность его паров по воздуху равна 1,11? б. Из каких веществ получают данное соединение и какой объем этих веществ, измеренный при нормальных условиях, потребуется для получения 5 молей исследуемого органического вещества?
Ответ


Собственное давление паров (парциальное давление воздуха в эвдиохметре за вычетом давления водяных паров и давления столба воды высотой 46,2 см)

$p_1 = p - \left ( \frac {h \: мм}{13,6} + p_{H_2O} \right ) = 780,4 - \left ( \frac{462}{13,6} + 17 \right ) = 729,5$ мм рт. ст.,
$p_1 = 729,5 : 760 = 0,96$ атм,
$pV = nRT = \frac{m}{M} RT$,

откуда

$M_1 = \frac{mRT}{pV} = \frac {0,072 \cdot 0,082 \cdot 293}{0,96 \cdot 0,055} = 32$,
$M_2 = 28,76 \cdot D_в = 28,76 \cdot 1,11 = 32$,
$M_1 = M_2$ т. е. $М = 32$ (по двум измерениям).

Единственное органическое вещество с такой молекулярной массой имеет состав $CH_4O$, т. е. неизвестное вещество - метанол $CH_3OH$, который реагирует с щелочными металлами, но не реагирует с растворами щелочей.
Метанол можно получить синтетически

$CO + 2H_2 \overset {p, t^{\circ}}{\underset{\: катализатор}{\rightarrow}} CH_3OH$.

Для получения 5 молей $CH_3OH$ требуется 5 молей $CO$ и 10 молей $H_2$, т. е. 15 молей газовой смеси (при 100 %-ном выходе), которая займет при нормальных условиях объем $15 \cdot 22,4 = 336$ л.

(В условии задачи утверждается, что метанол не реагирует со щелочами. Это утверждение ошибочно - при растворении щелочей в метаноле и других спиртах устанавливается равновесие

$CH_3OH + NaOH \rightleftharpoons CH_3ONa + H_2O$,

которое в водных растворах смещено почти полностью влево, но если удалять воду [например, отгонкой тройной азео-тропной (нераздельно кипящей) смеси бензол + метанол + вода], то можно сместить равновесие вправо и получить сухой метилат натрия, который при растворении в воде (избыток воды) почти нацело прогидролизуется.)
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Относительная плотность газовой смеси, состоящей из пропена и водорода, по водороду равна 11. Смесь поместили в замкнутый сосуд с платиновым катализатором. К моменту установления равновесия прореагировало 30 % водорода. Определите массовую долю (в процентах) пропана в конечной смеси.
8 класс Химия Средняя
Смесь, приготовленную из 700 мл 60 %-ной серной кислоты и 500 мл серной кислоты, имеющей плотность 1,143 г/мл, добавили к некоторому количеству дистиллированной воды. Из полученного раствора отобрали пробу объемом 200 мл и обработали избытком цинка. Выделившийся в результате этой реакции водород занял при нормальных условиях объем 2000 мл. Вычислите объем и молярную концентрацию полученного раствора серной кислоты.
8 класс Химия Средняя
Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%, или 0,8.
8 класс Химия Средняя
В четырех пронумерованных пробирках находятся сухие оксид меди (II), сажа, хлорид натрия и хлорид бария. Как, пользуясь минимальным количеством реактивов, определить, в какой из пробирок находится какое вещество? Ответ обоснуйте и подтвердите уравнениями соответствующих химических реакций.
8 класс Химия Средняя
В системе установилось равновесие: $2NO + O_{2} \leftrightarrow 2NO_{2}$. Равновесные концентрации $NO, O_{2}$ и $NO_{2}$ соответственно равны 0,15; 0,1 и 0,2 моль/л. Как изменилось давление в сосуде к моменту установления равновесия (Рассчитайте отношение $P_{равн}$ к $P_{исх}$)?
8 класс Химия Средняя
При кипячении 100 мл раствора (плотность $ \sim 1 г/см^{3}$), содержащего неизвестное вещество А, выделилось 0,448 л углекислого газа, измеренного при нормальных условиях. Нагревание раствора проводилось до прекращения выделения газа, сохраняя объем воды постоянным. После упаривання раствора выделилось 5,72 г вещества Б. При его прокаливании масса уменьшилась на 3,6 г. Определить, что собой представляет исходное вещество А и какова была его процентная концентрация в растворе. Какова процентная концентрация вещества Б до упаривания раствора? Гидролизом пренебречь.
8 класс Химия Средняя
Кристаллическое вещество $A$, отличающееся высокой твердостью — соединение двух элементов, нерастворимое в кислотах, растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот при нагревании. При упаривании полученного раствора он полностью испаряется, не оставляя твердых продуктов. При сплавлении вещества А с избытком гидроксида натрия в присутствии кислорода с последующим растворением продуктов в воде получен раствор, при подкислении которого наблюдается одновременно выделение газа и образование осадка. Определите вещество А, если известно, что массовая доля одного из элементов в нем составляет 70%. Напишите уравнения упомянутых реакций.
8 класс Химия Средняя
Можно ли при взаимодействии двух водных растворов получить воду, практически не содержащую растворенных веществ? Приведите уравнения возможных химических реакций.
8 класс Химия Средняя
В комнату с температурой $25 ^{ \circ }C$ поместили два одинаковых стакана с дистиллированной водой и раствором серной кислоты с массовой долей 80 %. Что можно сказать о температуре каждого из стаканов через некоторое время?
8 класс Химия Средняя
Какие массы кристаллогидрата сульфата натрия $Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O$ и воды надо взять, чтобы получить раствор массой 71 г с массовой долей безводного $Na_{2}SO_{4}$ 20 %?
8 класс Химия Средняя