Question

70 л алкана было сожжено с помощью 260 л кислорода. Сколько sp3-гибридизированных орбиталей присутствует в одной молекуле алкана, если после завершения реакции остается 15 л кислорода?​

Answer 1

8  sp3 - гибридных орбиталей

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала определим баланс химической реакции сгорания алкана (CₙH₂ₙ₊₂) в кислороде (O₂):

CₙH₂ₙ₊₂ + O₂ → CO₂ + H₂O

Для каждой молекулы алкана, сожженной в реакции, образуется одна молекула углекислого газа (CO₂) и одна молекула водяного пара (H₂O). Таким образом, количество молекул углекислого газа и воды будет таким же, как количество молекул алкана, сожженных в реакции.

По условию, 70 литров алкана сожгли с 260 литрами кислорода. Так как каждый литр газа занимает один моль при стандартных условиях, мы можем сказать, что сожженные молекулы алкана и молекулы кислорода имеют одинаковые объемы.

Теперь у нас есть 70 литров алкана, который был сожжен. Поскольку каждая молекула алкана содержит только углерод (C) и водород (H), мы можем предположить, что 70 литров алкана соответствуют 70 молям алкана.

Затем, мы знаем, что после завершения реакции осталось 15 литров кислорода. С учетом нашего предположения, что каждый литр газа соответствует одной молекуле, у нас осталось 15 молекул кислорода.

Теперь мы можем использовать уравнение баланса реакции, чтобы найти количество углекислого газа, образовавшегося в реакции. Согласно уравнению:

CₙH₂ₙ₊₂ + O₂ → CO₂ + H₂O

1 моль алкана (70 моль) соответствует образованию 1 моль углекислого газа. Таким образом, в реакции образовалось 70 моль углекислого газа.

Поскольку каждый моль углекислого газа содержит один атом углерода, каждая молекула алкана содержит также один атом углерода.

Теперь мы знаем, что в каждой молекуле алкана есть один атом углерода. Углерод имеет 4 валентных электрона и образует четыре σ-связи, что означает, что в молекуле алкана есть 4 sp3-гибридизированных орбиталя.

Таким образом, в одной молекуле алкана присутствует 4 sp3-гибридизированных орбитали.