Question

При полном сгорании смеси алкена и циклоалкана получили 110 г СО2 найдите: А) массу сгоревшей смеси Б)массу полученной воды В) объем затраченного О2 н.у.

Answer 1

Дано:
m(СО2) = 110 г
Найти:
m(смеси)-?
m(H2O)-?
V(O2)-?


Общая формула алкенов и циклоалканов СnH2n
CnH2n + 1.5nO2 => nCO2 + nH2O
M(CO2) = 44 г/моль
n(CO2) = m/M = 110 г/44 г/моль = 2,5 моль
Из УХР следует, что n(CO2)=n(H2O) = 2.5 моль
М(Н2О) = 18 г/моль 
m(H2O) = n*M = 2,5 моль*18 г/моль = 45 г
n(O2)=1,5n(CO2) = 1,5*2,5 моль= 3,75 моль
M(O2)= 32 г/моль
m(O2) = n*M = 3,75 моль*32 г/моль =  120 г
m(смеси) = 110 г + 45 г - 120 г = 35 г
V(O2)=n*Vm = 3,75 моль*22,4 л/моль = 84 л
Ответ: 35 г; 45 г; 84 л

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобятся химические уравнения реакций полного сгорания алкена и циклоалкана.

Предположим, что алкен обозначен как \(C_nH_{2n}\), а циклоалкан - как \(C_mH_{2m+2}\), где \(n\) и \(m\) - количество углеродных атомов в молекулах соответственно.

Уравнение реакции сгорания алкена: \[C_nH_{2n} + (n + \frac{n}{4})O_2 \rightarrow nCO_2 + nH_2O.\]

Уравнение реакции сгорания циклоалкана: \[C_mH_{2m+2} + \frac{m+1}{2}O_2 \rightarrow mCO_2 + (m+1)H_2O.\]

Согласно условию задачи, сгорание прошло полностью, поэтому масса углерода в исходных соединениях равна массе углерода в продуктах реакции.

А) Масса сгоревшей смеси: \[m_{\text{смеси}} = m_{\text{алкена}} + m_{\text{циклоалкана}}.\]

Б) Масса полученной воды: \[m_{\text{воды}} = n \cdot m_{H_2O},\] где \(m_{H_2O}\) - масса одной молекулы воды.

В) Объем затраченного \(O_2\) в нормальных условиях (н.у.): \[V_{O_2} = \frac{P \cdot V}{R \cdot T},\] где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах.

Давайте выразим массы и объемы через мольные массы и объемы газов при н.у.:

\[m_{\text{смеси}} = n \cdot M_{\text{алкена}} + m \cdot M_{\text{циклоалкана}},\]

\[m_{\text{воды}} = n \cdot M_{H_2O},\]

\[V_{O_2} = \frac{P \cdot V}{R \cdot T} \cdot \frac{273}{T},\] где \(M_{\text{алкена}}\) и \(M_{\text{циклоалкана}}\) - мольные массы алкена и циклоалкана соответственно.

Теперь, зная мольные массы и подставив известные значения, можно решить уравнения и найти искомые величины.