Химия
8 класс
Вопрос
Смесь паров пропина и изомерных монохлоралкенов при $145^{ \circ } C$ и давлении 96,5 кПа занимает объем 18,0 л и при сжигании в избытке кислорода образует 18 г воды. Напишите все возможные структурные формулы монохлоралкенов. Вычислите объем 1,7%-ного раствора нитрата серебра (плотность 1,01 г/мл), который может прореагировать с продуктами сжигания исходной смеси, если известно, что ее плотность по воздуху равна 1,757.
Ответ
Пусть исходная смесь содержит $x$ моль $C_{3}H_{4}$ и $y$ моль смеси изомеров $C_{n}H_{2n-1}Cl$, тогда
$x + y = \frac{96,5 \cdot 18,0}{8,31 \cdot 418} = 0,5$
При сгорании этой смеси происходят реакции:
$\overset{x}{C_{3}H_{4}} + 4O_{2} = 3CO_{2} + \overset{2x}{2H_{2}O}$,
$\overset{y}{C_{n}H_{2n-1}Cl} + \frac{3n - 1}{2} O_{2} = \overset{y}{HCl} + nCO_{2} + \overset{(n-1)y}{(n - 1)H_{2}O}$,
в которых образовалось
$2x + (n - 1)y = \frac{18,0}{18} = 1 моль \: H_{2}O$
Это уравнение совместимо с уравнением $x + y = 0,5$ только, если $(n - 1) = 2$, или $n = 3$.
Существуют три структурных изомера состава $C_{3}H_{5}Cl$, причем один из них имеет два геометрических изомера:
$CHCl = CH - CH_{3}$ - 1-хлорпропен (цис- и транс-изомеры),
$CH_{2} = CCl - CH_{3}$ - 2-хлорпропен,
$CH_{2} = CH - CH_{2}Cl$ - 3-хлорпропен.
Для определения количественного состава смеси используем среднюю молярную массу:
$M_{ср}(C_{3}H_{4},C_{3}H_{5}Cl) = 1,757 \cdot 29 = 50,95 = \frac{40x + 76,5y}{x + y}$.
Решая систему уравнений для $x$ и $y$, находим: $x = 0,35, y = 0,15$. При сжигании смеси образуется 0,15 моль $HCl$.
$HCl + AgNO_{3} = AgCl \downarrow + HNO_{3}$.
$\nu (AgNO_{3}) = 0,15, m(р-ра) = \frac{0,15 \cdot 170}{0,017} = 1500 г, V(р-ра) = \frac{1500}{1,01} = 1485 мл$.
Ответ. $C_{3}H_{5}Cl$; 1485 мл раствора $AgNO_{3}$.