Смесь газообразного алкана, строение которого неизвестно, и хлора подвергли облучению рассеянным светом, в результате чего произошло полное хлорирование алкана. Объем выделившегося хлороводорода оказался в 6 раз больше исходного объема алкана. Исходный...
Смесь газообразного алкана, строение которого неизвестно, и хлора подвергли облучению рассеянным светом, в результате чего произошло полное хлорирование алкана. Объем выделившегося хлороводорода оказался в 6 раз больше исходного объема алкана. Исходный объем смеси составляет 44 л (н. у.), а 4,8 л (н. у.) хлора не участвовало в реакции. Какова массовая доля углеводорода в смеси (%)?
Для решения этой задачи нам нужно проанализировать реакцию хлорирования алкана и использовать данные, которые нам даны.
Шаг 1: Определим объемы
Исходный объем смеси составляет 44 л, из которых 4,8 л хлора не участвовало в реакции. Это значит, что объем хлора, который участвовал в реакции, равен:
44 л - 4,8 л = 39,2 л.
Шаг 2: Определим объемы хлороводорода
Согласно условию задачи, объем выделившегося хлороводорода оказался в 6 раз больше исходного объема алкана. Обозначим объем алкана как V. Тогда объем хлороводорода будет равен 6V.
Шаг 3: Применим закон сохранения массы
С учетом того, что весь хлор, который участвовал в реакции, реагирует с алканом, мы можем записать уравнение реакции:
C_nH_(2n+2) + Cl2 → C_nH_(2n+1)Cl + HCl.
Из этого уравнения видно, что на каждую молекулу алкана, которая реагирует, образуется одна молекула хлороводорода. Таким образом, объем хлороводорода (6V) равен объему алкана (V):
6V = 39,2 л.
Отсюда мы можем найти объем алкана:
V = 39,2 л / 6 = 6,53 л.
Шаг 4: Найдем объем хлора, который участвовал в реакции
Теперь, зная объем алкана, мы можем определить объем хлора, который участвовал в реакции. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль алкана требуется 1 моль хлора. Поскольку мы знаем, что объем хлора, который участвовал в реакции, равен 39,2 л - 4,8 л = 34,4 л, то:
Объем хлора, который участвовал в реакции = 39,2 л - 6,53 л = 32,67 л.
Шаг 5: Определим массовую долю углеводорода в смеси
Теперь мы можем найти массовую долю углеводорода в смеси. Для этого нужно знать молекулярные массы. Для алкана (C_nH_(2n+2)) молекулярная масса будет:
M(C_nH_(2n+2)) = 12n + 2(1) = 12n + 2.
Для хлора (Cl2) молекулярная масса равна 2 * 35,5 = 71 г/моль.
Теперь найдем массу каждого компонента. Для этого используем объемы и плотности газов (при н.у. 1 моль занимает 22,4 л):
Масса алкана = (6,53 л / 22,4 л/моль) * (12n + 2) г.
Масса хлора = (32,67 л / 22,4 л/моль) * 71 г.
Шаг 6: Рассчитаем массовую долю углеводорода
Общая масса смеси = масса алкана + масса хлора.
Массовая доля углеводорода = (масса алкана / общая масса смеси) * 100%.
Теперь подставьте значения и вычислите массовую долю углеводорода.
Ответ: После всех расчетов вы получите массовую долю углеводорода в смеси в процентах.
