1. Поскольку масса углеводорода в 36 раз больше, чем масса того же объема водорода при тех же условиях, молекулярная масса углеводорода в 36 раз выше молекулярной массы водорода. M(CxHy) = 36*M(H₂) = 36*2 = 72 г/моль. С другой стороны, молекулярная масса углеводорода M(CxHy) равна: 12x + y Приравнивая выражения для M, получаем уравнение: 12x + y = 72 Нам неизвестен класс углеводорода - алкан, алкен, алкин и т.д. Соответственно, нам неизвестна общая формула углеводорода CnH₂n+₂, CnH₂n, CnH₂n-₂ и тд. Но как видно, в углеводородах соотношение количества вещества углерода (n) и водорода (2n +/- 2) близко к 1:2. Сделаем замену у=2х. Тогда 12x + y = 12х + 2х = 14х = 72 Тогда х = 72/14 = 5,14. Округлим х до 5 Тогда масса углерода 12*5 = 60 Тогда масса водорода 72-60 = 12 Значит, у=12 Тогда формула углеводорода СхНу = С₅Н₁₂ ответ: С₅Н₁₂ Проверка: M(C₅H₁₂) = 12*5 + 12 = 72
(Примечание. В условиях задачи даны "газовые" данные. Есть искушение их использовать, но вроде бы они не понадобились. Возможно, их надо было использовать. Но мне проще было решить так)
2. Чему равна плотность бутена при 1 атм. и 273С ответ: 1,25 г/Л
Для решения задачи используем уравнение Менделеева-Клапейрона pV=mRT/M, где p - давление газа, V - объем газа, m - масса газа, R-универсальная газовая постоянная, T-абсолютная температура (К), M - молекулярная масса.
Преобразуем уравнение: m/V = pM /RT
а m/V - это и есть плотность газа d.
Переходим к системе СИ.
p=1 атм = 101 325 Па
M = M(C4H8) = 12*4+8=56 г/моль
R=8.31 Дж/(К*моль)
T=273 C = 273+273 = 546 K
d = 101 325 Па * 56 г/моль / (8.31 Дж/(К*моль) * 546 К) =
= 1 250 Па*г / Дж = 1 250 Н*м⁻²*г / (Н*м) = 1 250 г / м³ = 1 250 г / 1000 л =
1. Напишем уравнение всех реакций: Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2 2. Найдем количество вещества водорода по формуле n=V/Vm, где Vm=22.4 литр/моль. n (H2)=5.6/22.4=0.25 моль. Сразу же найдем и массу выделившегося водорода по формуле m=M*n. m (H2)= 0.25*2=0.5 грамм. Пусть количество вещества Mg будет Х, а количество вещества алюминия Y, тогда получим следующую систему уравнений: . Зная количество вещества каждого металла, можем найти массу этих металлов: m (Mg)=2.4 грамм, а m (Al)=2.7 грамм. 3. Найдем массу раствора соляной кислоты по формуле m=p*V. m (HCl)=1.183*50.7=60 грамм. Найдем массу чистой соляной кислоты по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m (HCl)=60*0.365=21.9 грамм. Найдем количество вещества HCl. n (HCl)=21.9/36.5=0.6 моль; HCl в избытке. Найдем количество вещества HCl, которое прореагирует с Mg и Al по уравнению реакции: n (HCl) при реакции с Mg= 0.2 моль, n (HCl) при реакции с Al=0.3 моль. n (HCl), вступившее в реакцию с NaOH=0.6-0.2-0.3=0.1 моль. Напишем данную реакцию: NaOH+HCl=NaCl+H2O. 4. Найдем количество вещества MgCl2 и AlCl3 по уравнению реакции: n (MgCl2)=0.1 моль, а n (AlCl3)= 0.1 моль. Найдем массу раствора NaOH по формуле m=p*V. m (NaOH)=78.1*1.28=100 грамм. Масса чистого NaOH находим по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m вещества (NaOH)=100*0.26=26 грамм; n(NaOH)=0.65 моль. Найдем количество вещества, которое вступило в реакцию с HCl по уравнению реакции: n (NaOH)=n (HCl)=0.1 моль. m (NaOH)=0.1*40=4 грамма. m (NaOH), которая вступит в реакцию с MgCl2 и AlCl3= 22 грамма. Найдем количество вещества NaOH в каждой реакции с солями. n (NaOH) при реакции с MgCl2= 0.2 моль, а при реакции с AlCl3=0.3 моль. В растворе осталось еще 0.05 моль NaOH (2 грамма). 5. Найдем количество вещества осадков Al(OH)3 и Mg(OH)2 по уравнению реакции: n (Al(OH)3)=0.1 моль, а n (Mg(OH)2)=0.1 моль. Найдем массы этих осадков: m (Al(OH)3)=0.1*78=7.8 грамм, а m (Mg(OH)2)=0.1*58=5.8 грамм. 6. Масса образовавшегося раствора= m (Mg)+m (Al)+m раствора (HCl)+m раствора (NaOH)-m (H2)-m (Al(OH)3)-m (Mg(OH)2)=151.25 грамм. В растворе осталось: 2 грамма (NaOH) и NaCl. Найдем массу NaCl в реакции с осадками и NaOH с HCl. m (NaCl) при реакции с образованием Al(OH)3=17.55 грамм, при реакции с образованием Mg(OH)2=11.7 грамм, при реакции NaOH с HCl=5.85 грамм. m общая (NaCl)=5.85+11.7+17.55=35.1 грамм. Найдем массовую долю оставшихся веществ по формуле w=m вещества*100%/m раствора.w (NaOH)=2*100/151.25=1.32%, а w (NaCl)=35.1*100/151.25=23.2%. ответ: 1.32%, 23.2%.
M(CxHy) = 36*M(H₂) = 36*2 = 72 г/моль.
С другой стороны, молекулярная масса углеводорода M(CxHy) равна:
12x + y
Приравнивая выражения для M, получаем уравнение:
12x + y = 72
Нам неизвестен класс углеводорода - алкан, алкен, алкин и т.д. Соответственно, нам неизвестна общая формула углеводорода CnH₂n+₂, CnH₂n, CnH₂n-₂ и тд.
Но как видно, в углеводородах соотношение количества вещества углерода (n) и водорода (2n +/- 2) близко к 1:2.
Сделаем замену у=2х.
Тогда 12x + y = 12х + 2х = 14х = 72
Тогда х = 72/14 = 5,14.
Округлим х до 5
Тогда масса углерода 12*5 = 60
Тогда масса водорода 72-60 = 12
Значит, у=12
Тогда формула углеводорода СхНу = С₅Н₁₂
ответ: С₅Н₁₂
Проверка: M(C₅H₁₂) = 12*5 + 12 = 72
(Примечание. В условиях задачи даны "газовые" данные. Есть искушение их использовать, но вроде бы они не понадобились. Возможно, их надо было использовать. Но мне проще было решить так)
2. Чему равна плотность бутена при 1 атм. и 273С
ответ: 1,25 г/Л
Для решения задачи используем уравнение Менделеева-Клапейрона pV=mRT/M, где p - давление газа, V - объем газа, m - масса газа, R-универсальная газовая постоянная, T-абсолютная температура (К), M - молекулярная масса.
Преобразуем уравнение: m/V = pM /RT
а m/V - это и есть плотность газа d.
Переходим к системе СИ.
p=1 атм = 101 325 Па
M = M(C4H8) = 12*4+8=56 г/моль
R=8.31 Дж/(К*моль)
T=273 C = 273+273 = 546 K
d = 101 325 Па * 56 г/моль / (8.31 Дж/(К*моль) * 546 К) =
= 1 250 Па*г / Дж = 1 250 Н*м⁻²*г / (Н*м) = 1 250 г / м³ = 1 250 г / 1000 л =
= 1,25 г/л
ответ: 1,25 г/л
Mg+2HCl=MgCl2+H2
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2
2. Найдем количество вещества водорода по формуле n=V/Vm, где Vm=22.4 литр/моль. n (H2)=5.6/22.4=0.25 моль. Сразу же найдем и массу выделившегося водорода по формуле m=M*n. m (H2)= 0.25*2=0.5 грамм.
Пусть количество вещества Mg будет Х, а количество вещества алюминия Y, тогда получим следующую систему уравнений:
3. Найдем массу раствора соляной кислоты по формуле m=p*V. m (HCl)=1.183*50.7=60 грамм. Найдем массу чистой соляной кислоты по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m (HCl)=60*0.365=21.9 грамм. Найдем количество вещества HCl. n (HCl)=21.9/36.5=0.6 моль; HCl в избытке. Найдем количество вещества HCl, которое прореагирует с Mg и Al по уравнению реакции: n (HCl) при реакции с Mg= 0.2 моль, n (HCl) при реакции с Al=0.3 моль. n (HCl), вступившее в реакцию с NaOH=0.6-0.2-0.3=0.1 моль. Напишем данную реакцию: NaOH+HCl=NaCl+H2O.
4. Найдем количество вещества MgCl2 и AlCl3 по уравнению реакции: n (MgCl2)=0.1 моль, а n (AlCl3)= 0.1 моль.
Найдем массу раствора NaOH по формуле m=p*V. m (NaOH)=78.1*1.28=100 грамм. Масса чистого NaOH находим по формуле m вещества= w*m раствора/100%. m вещества (NaOH)=100*0.26=26 грамм; n(NaOH)=0.65 моль. Найдем количество вещества, которое вступило в реакцию с HCl по уравнению реакции: n (NaOH)=n (HCl)=0.1 моль. m (NaOH)=0.1*40=4 грамма.
m (NaOH), которая вступит в реакцию с MgCl2 и AlCl3= 22 грамма. Найдем количество вещества NaOH в каждой реакции с солями. n (NaOH) при реакции с MgCl2= 0.2 моль, а при реакции с AlCl3=0.3 моль. В растворе осталось еще 0.05 моль NaOH (2 грамма).
5. Найдем количество вещества осадков Al(OH)3 и Mg(OH)2 по уравнению реакции: n (Al(OH)3)=0.1 моль, а n (Mg(OH)2)=0.1 моль. Найдем массы этих осадков: m (Al(OH)3)=0.1*78=7.8 грамм, а m (Mg(OH)2)=0.1*58=5.8 грамм.
6. Масса образовавшегося раствора= m (Mg)+m (Al)+m раствора (HCl)+m раствора (NaOH)-m (H2)-m (Al(OH)3)-m (Mg(OH)2)=151.25 грамм.
В растворе осталось: 2 грамма (NaOH) и NaCl. Найдем массу NaCl в реакции с осадками и NaOH с HCl. m (NaCl) при реакции с образованием Al(OH)3=17.55 грамм, при реакции с образованием Mg(OH)2=11.7 грамм, при реакции NaOH с HCl=5.85 грамм. m общая (NaCl)=5.85+11.7+17.55=35.1 грамм.
Найдем массовую долю оставшихся веществ по формуле w=m вещества*100%/m раствора.w (NaOH)=2*100/151.25=1.32%, а w (NaCl)=35.1*100/151.25=23.2%.
ответ: 1.32%, 23.2%.