Дано: y(CH4)=9 моль. Знайти: V(Н2)-? m(С)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
9 моль у г х л
CH4 → C + 2H2
1 моль 12 г 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 1 моль метану СН4 розклався з утворенням 1 моль сажі С і 2 моль водню Н2.
Знаємо, що 1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 2 моль газу водню Н2 займуть об'єм 2•22,4л=44,8л.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) вуглецю й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(С)=Ar(С)=12, M(С)=12 г/моль. Маса 1 моль=12 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму водню Н2:
9 моль / 1 моль = х л / 44,8 л, звідси х=9 моль•44,8 л/ 1 моль =403,2 л.
Пропорція для обчислення маси сажі С:
9 моль / 1 моль = у г / 12 г, звідси х=9 моль•12 г/ 1 моль =108 г.
Відповідь: V(Н2)=403,2 л; m(С)=108 г.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: CH4→ C+2H2
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 1 моль метану СН4 розклався з утворенням 1 моль сажі С і 2 моль водню Н2, кількість речовини сажі однакова, тому y(С)= 9 моль, а кількість речовини водню у 2 разів більша, тому y(Н2)=2•y(СН4)=2•9 моль = 18 моль.
Обчислюємо об'єм водню Н2 кількістю речовини 18 моль.
З формули y=V/Vм, де Vм - постійна стала і дорівнє. 22,4 л/моль за н.у., знаходимо V=y•Vм.
V(Н2)=18 моль •22,4 л/моль=403,2 л.
Обчислюємо масу сажі кількістю речовини 9 моль.
З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо m=y•M.
Mr(С)=Ar(С)=12, M(С)=12 г/моль.
m(С)=9 моль•12 г/моль=108 г.
Відповідь: V(Н2)=403,2 л; m(С)=108 г.
Дано: Dн2(алкан)=43 Знайти: Mr(алкан)-?
Розв'язування:
Оскільки DН2(алкан)=Mr(алкан)/Mr(H2), тому Mr(алкан)/Mr(H2)=43;
звідси Mr(алкан)=43•Mr(H2)=43•2=86
Загальна формула алканів СnH2n+2, тому Mr(СnH2n+2)=Ar(C)•n+Ar(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2
12n+2n+2=86
14n=86-2
14n=84
n=84:14
n=6
Отже, формула алкану С6Н14 - це гексан.
Скорочена структурна формула: СН3 ─ (СН2)4 ─ СН3
Дано: C6H14 Знайти: W(Н)-?
Розв'язування:
Mr(C6H14)=6•Ar(C)+14•Ar(H)=6•12+14•1=86
W(Н)=14•Ar(Н)/Mr(C6H14)=14•1/86=0,163
або, помноживши число 0,163 на 100%, одержимо 16,3%
Відповідь: W(Н)=0,163 або 16,3%.
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
9 моль у г х л
CH4 → C + 2H2
1 моль 12 г 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 1 моль метану СН4 розклався з утворенням 1 моль сажі С і 2 моль водню Н2.
Знаємо, що 1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 2 моль газу водню Н2 займуть об'єм 2•22,4л=44,8л.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) вуглецю й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(С)=Ar(С)=12, M(С)=12 г/моль. Маса 1 моль=12 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму водню Н2:
9 моль / 1 моль = х л / 44,8 л, звідси х=9 моль•44,8 л/ 1 моль =403,2 л.
Пропорція для обчислення маси сажі С:
9 моль / 1 моль = у г / 12 г, звідси х=9 моль•12 г/ 1 моль =108 г.
Відповідь: V(Н2)=403,2 л; m(С)=108 г.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: CH4→ C+2H2
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 1 моль метану СН4 розклався з утворенням 1 моль сажі С і 2 моль водню Н2, кількість речовини сажі однакова, тому y(С)= 9 моль, а кількість речовини водню у 2 разів більша, тому y(Н2)=2•y(СН4)=2•9 моль = 18 моль.
Обчислюємо об'єм водню Н2 кількістю речовини 18 моль.
З формули y=V/Vм, де Vм - постійна стала і дорівнє. 22,4 л/моль за н.у., знаходимо V=y•Vм.
V(Н2)=18 моль •22,4 л/моль=403,2 л.
Обчислюємо масу сажі кількістю речовини 9 моль.
З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо m=y•M.
Mr(С)=Ar(С)=12, M(С)=12 г/моль.
m(С)=9 моль•12 г/моль=108 г.
Відповідь: V(Н2)=403,2 л; m(С)=108 г.
Розв'язування:
Оскільки DН2(алкан)=Mr(алкан)/Mr(H2), тому Mr(алкан)/Mr(H2)=43;
звідси Mr(алкан)=43•Mr(H2)=43•2=86
Загальна формула алканів СnH2n+2, тому Mr(СnH2n+2)=Ar(C)•n+Ar(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2
12n+2n+2=86
14n=86-2
14n=84
n=84:14
n=6
Отже, формула алкану С6Н14 - це гексан.
Скорочена структурна формула: СН3 ─ (СН2)4 ─ СН3
Дано: C6H14 Знайти: W(Н)-?
Розв'язування:
Mr(C6H14)=6•Ar(C)+14•Ar(H)=6•12+14•1=86
W(Н)=14•Ar(Н)/Mr(C6H14)=14•1/86=0,163
або, помноживши число 0,163 на 100%, одержимо 16,3%
Відповідь: W(Н)=0,163 або 16,3%.