Химия

8 класс
Вопрос
При сгорании в кислороде смесь двух соседних газообразных гомологов насыщенных углеводородов образует двуокись углерода и пары воды. Объемное соотношение реагирующих веществ и продуктов реакции представлено в таблице: а. Какие это углеводороды? б. Определите процентное содержание углеводородов в смеси (по объему). в. Вычислите процентное содержание компонентов смеси (по массе).
Ответ


Формально на основании количественного соотношения продуктов сгорания (CO2:H2O=24:46) можно записать формулу несуществующего углеводорода C24H92 и уравнение его «сгорания»

C24H92+47O2=24CO2+46H2O.

Число атомов водорода в C24H92 превышает число атомов водорода в парафинах CnH2n+2(C24H50).

К газообразным относятся углеводороды, содержащие 1-4 атома углерода. Уравнения их сгорания и отношение объемов образующихся веществ к объему стехиометрической смеси, соответствующей уравнению сгорания, можно записать следующим образом:

CH4+2O2=CO2+2H2O, V1:V0=(1+2):(1+2)=3:3=1,00;
C2H6+3,5O2=2CO2+3H2O, V1:V0=5:4,5=1,111;
C3H8+5O2=3CO2+4H2O, V1:V0=7:6=1,167;
C4H10+6,5O2=4CO2+5H2O, V1:V0=9:7,5=1,200.

Объемные отношения для исследуемой газовой смеси, указанные в условиях задачи [V1:V0=(24+46):(22+47)=70:69=1,0141, позволяют предположить, что одним из компонентов смеси является метан, так как только для него V1:V0 меньше, чем для исследуемой смеси; у всех остальных гомологов объем продуктов сгорания V1 больше объема исходных веществ V0 и V1:V0>l,014. Ближайшим гомологом метана является этан, следовательно, смесь состояла из метана CH4 и этана C2H6.

Если последовательно рассмотреть все возможные объемные отношения исходных веществ и продуктов сгорания для смесей CH4+C2H6 (состава 1:1,2:1,3:1 и т. д.)

1:1 CH4+C2H6+5,5O2=3CO2+5H2O (2:5,53:5),
2:1 2CH4+C2H6+7,5O2=4CO2+7H2O (3:7,54:7),
3:1 3CH4+C2H6+9,5O2= и т. д.,

то легко убедиться, что условия задачи 10:1 выполняются только при соотношении

10CH4+C2H611+23,5O223,5=12CO212+23H2O23(22:4724:46).

На основании этих данных несложно вычислить как объемный, так и весовой состав смеси углеводородов:

1010010+1=90,9%CH4;9,1%C2H6 (по объему),
10161001016+130=84,2%CH4;15,8%C2H6 (по массе).
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

В период рабочего (горячего) хода в генераторе воздушного газа через слой раскаленного кокса пропустили воздух. Газы, выделившиеся в результате реакции, которые содержали CO2,CO,N2 и O2, подвергли количественному анализу. Для анализа взяли 1000 мл газа при температуре 17C и давлении 740 мм рт. ст. и пропустили его через систему поглотительных склянок. Было обнаружено, что уменьшение объема газа в сосуде, содержащем взвесь белого фосфора в воде, составило 15 мл, в сосуде с аммиачным раствором хлорида меди - 170 мл, а в сосуде с концентри-рованным раствором гидроокиси калия - 35 мл. а. Напишите уравнения реакций поглощения газов и укажите последовательность расположения поглотительных склянок в системе. б. Определите процентный (по объему) состав смеси газов, образовавшихся в результате реакции. г. Вычислите, сколько кокса, содержащего 98 % угля, можно подвергнуть газификации в течение 1 ч, если за это время образуется 15 000 м^3 газа определенного выше состава.
8 класс Химия Средняя
Взаимодействие воды с двуокисью серы и иодом находит широкое применение для количественного анализа воды, содержащейся, например, в растворах органических веществ. Этот способ анализа воды был предложен К. Фишером. Для приготовления реактива Фишера 245 г иода и 192 г двуокиси серы растворяют в 790 г пиридина и разбавляют до объема 5,0дм3 метанолом. Титр реактива Фишера определяют следующим способом: а) в высушенную колбу емкостью 250см3 помещают 2,50см3 воды и добавляют безводный метанол до метки; полученный таким образом раствор называют «титрованным раствором воды»; б) пробу «титрованного раствора воды» объемом 10,0см3 титруют реактивом Фишера в присутствии крахмала до появления голубого окрашивания, при этом на титрование расходуется в среднем примерно 38,5см3 реактива Фишера. а. Вычислите, какое количество воды (мг) теоретически соответствует 1см3 реактива Фишера, приготовленного описанным выше способом. б. Чему в действительности соответствует титр реактива Фишера (мг воды/1 см3 реактива) по приведенному выше среднему результату титрования? в. Объясните причину расхождения титров, полученных при ответах на предыдущие вопросы. г. Является ли пиридин органической кислотой или органическим основанием? Как вы представляете его роль в соответствии с законом действующих масс? Зачем в реактив Фишера в качестве составного компонента вводят пиридин? д. Для определения содержания воды в метаноле ква лификации «чистый для анализа» его пробу объемом 25,0см3 титруют реактивом Фишера, используя на титрование в среднем 3,78см3 реактива с вычисленным ранее по экспериментальным определениям титром. Плотность метанола равна 0,797г/см3. Вычислите процентное (по массе) содержание воды в метаноле квалификации «чистый для анализа».
8 класс Химия Средняя