Question

Смесь, состоящую из бутена-1 и паров 2-хлорбутана, сожгли в кислороде. Продукты полного сгорания охладили до температуры 20 о С. Жидкость объемом 34,2 см3 с плотностью 1,1 г/см3, образовавшуюся в результате конденсации продуктов горения, добавили к раствору гидрокарбоната калия, взятому в избытке. В результате выделился газ объемом 4,48 дм3 (н. у.). Вычислите объем (н. у.) кислорода, вступившего в реакцию в условиях опыта.

Answer 1

дано:
- объем конденсата = 34,2 см3 = 0,0342 дм3
- плотность конденсата = 1,1 г/см3 = 1100 г/дм3
- объем выделившегося газа = 4,48 дм3 (н. у.)

найти:
- объем кислорода, вступившего в реакцию

решение:

1. Сначала найдем массу конденсата:
масса = объем * плотность = 0,0342 дм3 * 1100 г/дм3 = 37,62 г

2. Для определения состава конденсата предположим, что он состоит из 2-хлорбутана и воды. Молярная масса 2-хлорбутана (C4H9Cl) равна:
C: 12 г/моль * 4 = 48 г/моль
H: 1 г/моль * 9 = 9 г/моль
Cl: 35,5 г/моль * 1 = 35,5 г/моль
Общая молярная масса 2-хлорбутана = 48 + 9 + 35,5 = 92,5 г/моль

3. Теперь найдем количество моль конденсата:
n(конденсат) = масса / молярная масса = 37,62 г / 92,5 г/моль ≈ 0,406 моль

4. При реакции с гидрокарбонатом калия (K2CO3) происходит образование газа (в основном углекислого газа, CO2), поэтому определим, сколько моль газа образовалось:
n(газ) = объем / 22,4 дм3/моль = 4,48 дм3 / 22,4 дм3/моль = 0,2 моль

5. Реакция полного сгорания бутена-1 может быть представлена следующим образом:
C4H8 + O2 → CO2 + H2O

6. Уравнение полного сгорания для бутена-1 (предположительно) будет выглядеть следующим образом:
C4H8 + 5O2 → 4CO2 + 4H2O
Следовательно, на 1 моль бутена-1 требуется 5 моль кислорода.

7. Найдем объем кислорода, необходимый для сгорания:
Так как 0,2 моль CO2 образуется в результате сгорания бутена-1, то:
n(O2) = n(CO2) * 5 = 0,2 моль * 5 = 1 моль

8. Переведем количество кислорода в объем:
V(O2) = n(O2) * 22,4 дм3/моль = 1 моль * 22,4 дм3/моль = 22,4 дм3

ответ:
Объем кислорода, вступившего в реакцию, составляет 22,4 дм3 (н. у.).