дано:
- масса смеси (бутадиен-1,3, пропен и бутан) = 21,2 г
- объем углекислого газа = 33,6 дм³ = 33,600 см³
найти:
- массу вступившего в реакцию кислорода
решение:
1. Сначала найдем количество моль углекислого газа, образовавшегося при сжигании. Для этого используем молярный объем газа при нормальных условиях, который равен 22,4 л/моль или 22,400 см³/моль.
количество моль CO2 = объем CO2 / молярный объем = 33,600 см³ / 22,400 см³/моль = 1,5 моль.
2. Теперь запишем уравнения сгорания для каждого из газов:
- для бутадиена (C4H6): C4H6 + 5O2 → 4CO2 + 3H2O
- для пропена (C3H6): C3H6 + 5O2 → 3CO2 + 3H2O
- для бутана (C4H10): C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + 5H2O
3. Найдем количество моль кислорода, необходимого для полного сгорания углеводородов.
Для определения, сколько кислорода потребуется на каждую молекулу углеводорода, можно использовать следующие соотношения:
- от сгорания бутадиена: 1 моль C4H6 требует 5 моль O2 и дает 4 моль CO2
- от сгорания пропена: 1 моль C3H6 требует 5 моль O2 и дает 3 моль CO2
- от сгорания бутана: 1 моль C4H10 требует 13/2 моль O2 и дает 4 моль CO2
4. Рассмотрим общее количество кислорода, необходимое для образования 1,5 моль CO2. Из уравнений видно, что разные углеводороды требуют разное количество кислорода на единицу полученного CO2. В среднем примем, что требуется около 2 моль O2 на 1 моль CO2 для расчета:
Количество кислорода = 1,5 моль CO2 * (5 моль O2 / 4 моль CO2) = 1,875 моль O2.
5. Теперь найдем массу кислорода:
молярная масса кислорода (O2) = 32 г/моль,
масса кислорода = количество моль O2 * молярная масса O2 = 1,875 моль * 32 г/моль = 60 г.
ответ:
Масса вступившего в реакцию кислорода составляет 60 г.