Химия

Общее количество вещества смеси углеводородов составляет ($\nu = \frac{V}{V_{m}} = 0,448:22,4$) 0,02 моль. Обозначим число молей этана - $x$, пропилена - $y$, ацетилена - $z$. Тогда:

$x + y + z = 0,02 моль$ (1)

Найдем массу и затем число молей брома, содержащегося в 40 мл 5%-ного раствора его в $CCl_{4}$

$m( Br_{2} ) = \frac{V \rho \omega }{100} = \frac{ 40 см^{3} \cdot 1,6 г/см^{3} \cdot 5}{100} = 3,2 г$
$\nu(Br_{2}) = \frac{m(Br_{2} ) }{M(Br_{2} ) } = \frac{3,2 г}{160 г/моль} = 0,02 моль$

С бромом реагируют только пропилен и ацетилен:

$C_{3}H_{6} + Br_{2} \rightarrow C_{3}H_{6}Br_{2}$
$C_{2}H_{2} + 2Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{2}Br_{4}$

Из уравнений этих реакций следует:

$y + 2z = 0,02 моль$ (2)

Определим, сколько молей гидроксида калия израсходовано:

$\nu (кон) = \frac{m(кон)}{M(кон)} = \frac{V \rho \omega \text{ % } }{M(кон) \cdot 100} = \frac{5 см^{3} \cdot 1,4 г/см^{3} \cdot 40 \text{%}}{56 г/моль \cdot 100 \text{%}} = 0,05 моль$

Так как объем раствора гидроксида калия минимален, то поглощение идет по реакции:

$KOH + CO_{2} \rightarrow KHCO_{3}$

Значит, при сгорании смеси углеводородов образовалось 0,05 моля оксида углерода (IV).

Реакции сгорания углеводородов протекают в соответствии с уравнениями реакций:

$C_{2}H_{4} + 3 \frac{1}{2}O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 3H_{2}O$
$C_{3}H_{6} + 4 \frac{1}{2}O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + ЗH_{2}O$
$C_{2}H_{2} + 2 \frac{1}{2} O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + H_{2}O$

Отсюда следует (с учетом коэффициентов в этих уравнениях):

$2x + 3y + 2z = 0,05 моль$ (3)

Решаем систему уравнений (1), (2), (3), получаем:

$x = 0,005 моль; y = 0,01 моль; z = 0,005 моль$, тогда $x : y : z = 1:2:1$ (или 25% : 50% : 25%).

Ответ: состав исходной смеси углеводородов (в процентах по объему): 25% этилена, 50% пропилена, 25% ацетилена.