Question

Задача из сборника ЕГЭ по химии. Пол дня пытаюсь решить, но ничего не выходит. При сжигании 5,6 л смеси метана и этана выделилось 323 кДж теплоты. Полученный углекислый газ пропустили через 130 г 20% раствора NaOH. Определите массовые доли веществ в образовавшемся растворе, если теплоты сгорания метана и этана соответственно равны 890 кДж/моль и 1560 кДж/моль

Answer 1

Ответ:

Извини , все не успела сделать , там чуть чуть осталось , и думаю , ты сам справишься

Объяснение:

Answer 2

Давайте разберемся с задачей шаг за шагом.

1. Сначала посчитаем количество теплоты, выделившееся при сжигании 5,6 л смеси метана (CH₄) и этана (C₂H₆).

Из условия задачи мы знаем, что при сжигании выделилось 323 кДж теплоты. Это теплота сгорания смеси метана и этана:

Теплота сгорания = 323 кДж

2. Теперь мы можем составить уравнение реакции сгорания для смеси метана и этана:

x CH₄ + y C₂H₆ + ... → ...

Где x и y - количество молей метана и этана соответственно. Мы можем использовать моларные массы, чтобы перевести теплоту в моль:

Теплота сгорания = (x молей CH₄ * 890 кДж/моль) + (y молей C₂H₆ * 1560 кДж/моль)

3. Теперь выразим молы метана и этана через их объемы и использованные моларные массы:

x = V(CH₄) / Vₘ (моль CH₄) y = V(C₂H₆) / Vₘ (моль C₂H₆)

Где V(CH₄) и V(C₂H₆) - объемы метана и этана, Vₘ - общий объем смеси.

4. Подставим выражения для x и y в уравнение теплоты сгорания:

Теплота сгорания = (V(CH₄) / Vₘ) * 890 кДж + (V(C₂H₆) / Vₘ) * 1560 кДж

5. Теперь подставим известные значения: Vₘ = 5,6 л, теплоты сгорания метана и этана:

323 кДж = (V(CH₄) / 5,6) * 890 + (V(C₂H₆) / 5,6) * 1560

Теперь у нас есть уравнение с одной неизвестной - суммой объемов метана и этана. Мы знаем, что объемы метана и этана образуют полный объем смеси:

V(CH₄) + V(C₂H₆) = 5,6 л

6. Решим систему уравнений, состоящую из уравнения для теплоты сгорания и уравнения для суммы объемов:

323 кДж = (V(CH₄) / 5,6) * 890 + (V(C₂H₆) / 5,6) * 1560 V(CH₄) + V(C₂H₆) = 5,6 л

7. После решения системы уравнений найдем объемы метана и этана. Теперь можно найти их моларные массы и моли каждого вещества.

8. Далее, у нас есть 130 г 20% раствора NaOH. Это означает, что в растворе содержится 20 г NaOH и 110 г воды.

9. Чтобы найти массовые доли веществ в образовавшемся растворе после реакции с углекислым газом, нам нужно вычислить количество реагирующего натрия из NaOH с углекислым газом, а затем определить массовые доли компонентов раствора.

10. Продолжим расчеты с учетом стехиометрии реакции между NaOH и углекислым газом:

NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

Из уравнения видно, что 1 моль NaOH реагирует с 1 моль CO₂. Молярная масса NaOH = 40 г/моль, следовательно, 20 г NaOH содержат 0,5 моль NaOH.

Из уравнения видно, что 1 моль CO₂ реагирует с 1 моль NaOH. Молярная масса CO₂ = 44 г/моль, следовательно, 323 кДж выделилось при сжигании (323 кДж / 890 кДж/моль) ≈ 0,363 моль CO₂.

Таким образом, для реакции понадобится 0,363 моль NaOH, что меньше, чем 0,5 моль доступного NaOH. Это означает, что NaOH будет полностью реагировать, и останется лишний CO₂.

11. Масса оставшегося CO₂ = масса начального CO₂ - масса реагировавшего CO₂ = (0,363 моль * 44 г/моль) - (0,363 моль * 44 г/моль) = 0 г.

12. Теперь у нас есть образовавшийся раствор, содержащий 20 г Na₂CO₃ и 110 г воды. Массовая доля Na₂CO₃ = (20 г / (20 г + 110 г)) * 100% ≈ 15,4%, а массовая доля H₂O = (110 г / (20 г + 110 г)) * 100% ≈ 84,6%.

Итак, массовые доли веществ в образовавшемся растворе: около 15,4% Na₂CO₃ и около 84,6% H₂O