1. В результате гидратации смеси этана с этиленом объемом 25 л (н. у.) получили 18,4 г этанола, доля выхода которого составляет 80% от теоретически возможного. Найдите объемную долю этана в исходной смеси. 2. При сгорании 3,72 г смеси метанола и этанола образовалось 3,36 л углекислого газа (н. у.). Какой объем кислорода потребовался для горения?
3. При действии избытка металлического калия на раствор, полученный добавлением 180 г бензола к 44 г смеси метанола с этанолом, выделилось 13,44 л газа (н. у.). Определите массовую долю каждого спирта в растворе
Из условия задачи известно, что объем смеси этана с этиленом составляет 25 л (н. у.) и в результате гидратации этой смеси было получено 18,4 г этанола.
Доля выхода этанола составляет 80% от теоретически возможного, что означает, что мы можем рассчитать массу теоретически возможного этанола следующим образом:
Масса теоретически возможного этанола = (масса фактически полученного этанола) / (доля выхода этанола)
Масса теоретически возможного этанола = 18,4 г / 0,8 = 23 г
Теперь, с учетом молярной массы этана (С2Н6), которая равна 30 г/моль, мы можем рассчитать количество молей этана, которое представлено фактически полученным этанолом:
Количество молей этана = (масса фактически полученного этанола) / (молярная масса этана)
Количество молей этана = 18,4 г / 30 г/моль = 0,6133 моль
Так как мы исследуем смесь этана с этиленом, мы можем предположить, что исходная смесь содержит только этан и этилен. Пусть x - объемная доля этана в исходной смеси.
Теперь мы можем рассчитать количество молей этана в исходной смеси:
Количество молей этана в смеси = x * общий объем смеси / молярный объем этана
Количество молей этана в смеси = x * 25 л / (22,4 л/моль) = 1,1161x моль
Таким образом, у нас есть два выражения для количества молей этана в смеси. Их можно приравнять:
0,6133 моль = 1,1161x моль
Теперь мы можем рассчитать объемную долю этана в смеси:
x = 0,6133 моль / 1,1161 моль = 0,5497 или 54,97%
Ответ: Объемная доля этана в исходной смеси составляет 54,97%.
2. Для решения данной задачи, нам необходимо найти объем кислорода, потребовавшегося для горения смеси метанола и этанола.
Из условия задачи известно, что при сгорании 3,72 г смеси метанола и этанола образовалось 3,36 л углекислого газа (н. у.).
Сперва, найдем количество молей углекислого газа с использованием уравнения реакции:
СН3ОН + С2Н5ОН → СО2 + Н2О
Масса углекислого газа = молярная масса углекислого газа * количество молей углекислого газа
Масса углекислого газа = 44 г/моль * (3,36 л / 22,4 л/моль) = 6,62 г
Теперь мы можем рассчитать массу смеси метанола и этанола:
Масса смеси = 3,72 г + 6,62 г = 10,34 г
По условию задачи, мы должны найти объем кислорода. Так как у нас нет информации о том, какой газ еще участвует в реакции сгорания, мы можем предположить, что 1 моль смеси метанола и этанола требует 3 молей кислорода для полного сгорания. С учетом этого, мы можем рассчитать количество молей кислорода:
Количество молей кислорода = (масса смеси) / (молярная масса смеси) * 3
Количество молей кислорода = (10,34 г) / (32 г/моль) * 3 = 3,27375 моль
Теперь мы можем найти объем кислорода с использованием молярного объема газов:
Объем кислорода = (количество молей кислорода) * (молярный объем кислорода)
Объем кислорода = 3,27375 моль * 22,4 л/моль = 73,288 л или 73,29 л (округлено до 2 десятичных знаков)
Ответ: Объем кислорода, потребовавшегося для горения, составляет 73,29 л.
3. Для решения данной задачи, нам необходимо найти массовую долю метанола и этанола в растворе, полученном добавлением бензола к смеси метанола и этанола и последующему действию избытка металлического калия.
Из условия задачи известно, что при действии избытка металлического калия на раствор, полученный добавлением 180 г бензола к 44 г смеси метанола с этанолом, выделилось 13,44 л газа (н. у.).
Для начала, найдем массу полученного газа с использованием уравнения реакции:
2C2H5OH + 2CH3OH + 10K → 2K2CO3 + 11H2 + 10C2H6
Масса газа = молярная масса газа * количество молей газа
Масса газа = 40 г/моль * (13,44 л / 22,4 л/моль) = 24 г
Теперь мы можем рассчитать массу смеси метанола и этанола:
Масса смеси = 44 г + 180 г = 224 г
Так как мы знаем массу каждого спирта в смеси (44 г метанола и 180 г бензола), то мы можем рассчитать массовую долю метанола и этанола в растворе:
Массовая доля метанола = (масса метанола) / (масса смеси) * 100%
Массовая доля метанола = 44 г / 224 г * 100% = 19,6%
Массовая доля этанола = (масса этанола) / (масса смеси) * 100%
Массовая доля этанола = (масса смеси - масса метанола) / (масса смеси) * 100%
Массовая доля этанола = (224 г - 44 г) / 224 г * 100% = 80,4%
Ответ: Массовая доля метанола в растворе составляет 19,6%, а массовая доля этанола составляет 80,4%.