Какой газ образуется при сгорании 10,08 л (н.у.) смеси метана и этана с соотношением атомов углерода и водорода 1:3,5, если он прореагировал с 60 г 40%-ного едкого натра? Какова формула и масса продукта(ов) реакции?
Химия 11 класс Реакции сгорания углеводородов сгорание метана и этана газ при сгорании реакция с натром продукты реакции химия 11 класс
Чтобы решить эту задачу, давайте поэтапно разберем все необходимые шаги.
Шаг 1: Определение состава смеси газовСначала нам нужно понять, какое соотношение метана (CH4) и этана (C2H6) в данной смеси. У нас есть соотношение атомов углерода и водорода 1:3,5. Это означает, что на 1 атом углерода приходится 3,5 атома водорода.
Таким образом, мы можем представить, что на 1 моль метана приходится 1 моль углерода и 4 моль водорода, а на 1 моль этана - 2 моль углерода и 6 моль водорода. Для соотношения 1:3,5 мы можем предположить, что смесь содержит 1 моль метана и 1 моль этана.
Шаг 2: Вычисление общего объема газовОбщий объем смеси составляет 10,08 л. Если мы примем, что в смеси 1 моль метана и 1 моль этана, то:
Таким образом, у нас 10,08 л смеси, что соответствует 10,08/22,4 = 0,45 моль смеси. Это значит, что в смеси 0,45 моль метана и 0,45 моль этана.
Шаг 3: Реакция сгоранияТеперь мы можем записать уравнения реакций сгорания для метана и этана:
Теперь мы можем посчитать, сколько углекислого газа (CO2) и воды (H2O) образуется:
Теперь давайте найдем общую массу образовавшихся продуктов:
Теперь найдем массу этих веществ:
Теперь у нас есть 60 г 40%-ного едкого натра (NaOH), что означает, что в нем содержится:
Эдкий натр реагирует с углекислым газом, образуя натрий карбонат:
Таким образом, 1 моль CO2 реагирует с 2 моль NaOH. Мы можем найти, сколько NaOH потребуется для 1,35 моль CO2:
Теперь находим массу NaOH:
Так как у нас только 24 г NaOH, то реакция будет ограничена именно этим количеством.
Шаг 6: ВыводыИтак, при сгорании смеси метана и этана образуется углекислый газ (CO2) и вода (H2O). При реакции с едким натром образуется натрий карбонат (Na2CO3) и вода (H2O). Общая масса углекислого газа составляет 59,4 г, а воды - 40,5 г. Однако, из-за недостатка NaOH, часть CO2 не прореагирует.
Формула продуктов реакции: CO2, H2O, Na2CO3.
Масса образовавшихся продуктов: 59,4 г (CO2) + 40,5 г (H2O) + масса Na2CO3, которая определяется в зависимости от количества CO2, которое прореагировало с NaOH.