а бутана 40,16 %.

Пример 17. При сгорании смеси метана и пропана объемом 16,8 м получен оксид углерода (IV) объемом 39,2 л (объемы газов приведены к нормальным условиям).

Рассчитайте объемную долю метана в смеси. Решение.

1. Предположим, что в исходной смеси метана было х моль, а пропана у моль, т.к. Vm = 22,4 л/моль, то, следовательно:

2-22,4-х + у-22,4 = 16,8.

2. Определим количество углекислого газа, вы-

делившегося соответственно в каждом случае:

х а

СН4 + 202 -> С02 + 2Н20; а = х

1 1

У Ь

С3Н8 + 502 ~> ЗС02 + 4Н20; b = Зу

1 3

=> х-22,4 + З-у-22,4 = 39,2. 3 _^ [22,4-х + 22,4-у = 16,8, [ 22,4-х + 22,4-3-у = 39,2.

16,8 - 22,4

х = '

22,4

+ 22,4-у-З = 39,2,

подставляя значение х во второе уравнение: 22,4(16,8 - 22,4)

22,4

16,8 - 22,4-у + 67,2-у = 39,2, 44,8-у = 22,4, У = 0,5,

V(C3H8) = 11,2 л.

V(CH4) = 16,8 - 11,2 = 5,6 л;

V(CHJ 5,6 л

v(CH4) = -^-^; v(CH4) =~z— = 0,33 моль.

Усмеси 16,8 л

Ответ. Объемная доля метана в смеси равна 33 %.

Пример 18. При сгорании 0,3 моль смеси метана и пропана образовалось 0,5 моль оксида утлерода (IV). Определите состав исходной смеси в процентах по объему. Решение.

1. Предположим, что в исходной смеси газов было х моль метана и у моль пропана vl(CH4) — х моль; v2(C3H8) — у моль при сгорании образовалось а моль углекислого газа и b моль при сгорании пропана v3(C02) — а моль; v4(C02) — b моль.

2. Составляем уравнения соответствующих реакций, проводим следующие вычисления:

х а

СН4 + 202 -> С02 + Н20 х = а (1),

1 1

У ь k

С3Н8 + 702 -> ЗС02 + 4Н20 у = — (2).

1 г 6

3. В состветствии с условиями задачи

vl + v2 = 0,3 моль и v3 + v4 = 0,5 моль => х + у = 0,3 и а + b = 0,5.

4. Составляем систему уравнений из двух мате-

матических уравнений и проводим соответствую-

щие вычисления:

х + у - 0,3, а + b = 0,5. а = 0,5 - Ь, а + Ь/3 = 0,3, 0,5 - b + b/3 « 0,3, 1,5 - 3b + b = 0,9, - 2b = - 0,6, b = 0,3.

5. Определяем количество метана и пропана

в смеси:

b 0,3

У = — => У = — = 0,1; v(C3H8) = 0,1 моль;

о о

х + у = 0,3х « 0,2; v(CH4) = 0,2моль. 6. Определяем объемные доли компонентов исходной смеси углеводородов. Для газов объемные доли равны мольным долям

\(газа) 0,2 моль

ш = — —; v(CH4) = — = 0,66;

Ут3а Фсмеси 4 0,3 МОЛЬ

v(C3H8)=^ ^0,34.

0,1 моль 0,3 моль

Ответ. 66 % метана и 34 % пропана.

Цепочки химических превращений

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1. сн4~>с2н2-»С2Н5ОН-»сн-сн—сн-сн2-> -» (—сн2—сн=сн—сн2—)п. 0

2. С -> СН, -> СН Br -> CHqOH -> H—Cf

он.

3. СаО -> СаС2 -» НОМЗН -» СН2=СН -»

-»

-СН,—СН—

2 I

CI J п'

С1

4. С2Н6ОН -> С2Н2 -> С6Н6 -> С H5N02 -> C^NH,.

5. СН, -> С,Н, -> СН,—С^ -> С„Н ОН -»

4 2 J о Н

-» сн2=сн~сн=сн2.

6- (С5Н10О5)п -> с6н10о6 -> с2н6он -> с2н4 ->

-> C2H5CL

7. С2Н4 -> С2Н2 -> С6Н6 -> С6Н5Вг -> С6Н5ОН.

8. с12н22ои -> с5н12о6 -> одон -> с2н4 -> со2.

9. СаС2 -> ОД, -» СН3—-» CHg—С' ->

ОН 0-CJL

-> со2. 2 5

ю. с3н6 -> с3н8 -> С3Н7Вг -> с3н7он.

11. с3н6 -» с3н7он -> с3н7—о—с2н5.

12. C2H2 -> C6H6 -> C6H5NH2 -> C6H2Br3NH2.

13. Пропен -» пропанол-2 -» 2-хлорпропан.

14. Глицерин -> глицериновый эфир олеиновой кислоты -» глицерин.

г> гидроксидметиламмония

15. Метиламин ->

L-> хлорид метиламмония.

16. H—CRH14 -> CfiHfi -» C.H.C1.

6 14 6 6 6 5

17. Метана ацетилен—> уксусная кислотам -> хлорид метиламмония амицоуксусная кислота -> метиловый эфир аминоуксусной кислоты.

18. Этилен -> оксид углерода (IV) -> хло-ридметиламмония —» глюкоза -> хлорид метиламмония -> молочная кислота.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Постоянная Авогадро

ЛГА = 6,02-1023 моль1.

Постоянная Фарадея

IF = 6,024023 • е = 96484 Кл.

Постоянная Планка

h = 6,626-1034 Дж-с.

Универсальная газовая постоянная

R — 0,082 латм-К ^моль*1 = 8,314 Дж.К.моль'1.

СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ЕДИНИЦАМИ ЭНЕРГИИ

Единицы эрг Дж кал Втч эВ

эрг 1 Ю-7 2,39 Ю-» 2,78 Ю-" 6,2410и

Дж 107 1 0,239 2,78 10-4 6,25 101»

кал 4,184 Ю7 4,184 1 1,16103 2,611019

Втч 3,610i° 3,6 103 861 1 2,241022

эВ 1,610-12 1,6 10-19 3,83 10-20 4,45 10-23 1

Br1- AgN03 Ag1+ + Br1" = AgBrj, Желтоватый

творожистый

осадок Нерастворим

В HN03 конц.

Cl2 Приливание хлорной воды к раствору соли брома С12+2Вг = 2С11+Вг2 Бурая окраска раствора свободного брома

I1- AgN03 Cl2

Крахмальный клейстер Приливание по каплям хлорной воды Agi++I1-=Agl4, СЙ+211- = 2С11Ч-12 Жёлтый

творожистый

осадок

Темно-бурое

окрашивание

Добавление

крахмального

клейстера Темно-синее окрашивание

s2- Pb(N03)2 Cd(N03)2 Приливание солей

(растворов) свинца и кадмия Pb2+ + S2- = PbSj, Cd^+S^CdS^ Черный осадок Желтый осадок

HC1 К сухой соли

прилить

кислоту FeS + 2hcl = FeCl2 + H2Sf Газ с запахом «тухлых яиц»

SO"

3 Сильная кислота К раствору и сухой соли приливать кислоту 2H4S02- = Н20 + S02f Выделяется оксид серы (IV) с р