Оличество вещества углекислого газа СО₂ равно отношению его объёма к молярному объёму, который при НУ равен 22,4 литра. Значит n(CO₂) = 0,75 моль и в нём содержится 12 х 0,75 = 9 грамм углерода (из органического вещества). Количество вещества воды равно отношению её массы к молярной массе воды, равной 18 гр/моль, значит n(H₂O) = 18/18 = 1 моль. Тогда в воде содержится 1 х 2 = 2 грамма водорода (тоже поступившего из органического вещества). Количество вещества исходного соединения равно 5,6/22,4 = 0,25 моль. Тогда в 1 моле этого вещества содержится 0,75/0,24 = 3 моля углерода и 2/0,25 = 8 моль водорода. Таким образом, это пропан С₃Н₈. Молярная масса пропана равна (12х3) + (8х1) = 44 гр/моль. Она равна молярной массе СО₂ (тоже 44 гр/моль). Значит, плотность по углекислому газу равна 44/44 = 1, что соответствует условию задачи.
Значит n(CO₂) = 0,75 моль и в нём содержится 12 х 0,75 = 9 грамм углерода (из органического вещества).
Количество вещества воды равно отношению её массы к молярной массе воды, равной 18 гр/моль, значит n(H₂O) = 18/18 = 1 моль. Тогда в воде содержится 1 х 2 = 2 грамма водорода (тоже поступившего из органического вещества).
Количество вещества исходного соединения равно 5,6/22,4 = 0,25 моль.
Тогда в 1 моле этого вещества содержится 0,75/0,24 = 3 моля углерода и 2/0,25 = 8 моль водорода. Таким образом, это пропан С₃Н₈.
Молярная масса пропана равна (12х3) + (8х1) = 44 гр/моль.
Она равна молярной массе СО₂ (тоже 44 гр/моль).
Значит, плотность по углекислому газу равна 44/44 = 1, что соответствует условию задачи.
ответ: пропан, С₃Н₈
ps, реакция возможна при 1000 градусах
Fe2O3(к) + 3H2(г) → 2Fe(к) + 3H20(г)
Стандартные энтальпии образования веществ (справочные значения):
∆Н0298 (Fe2O3) = -822,1 кДж/моль; ∆Н0298 (H2) = 0 кДж/моль;
∆Н0298 (Fe) = 0 кДж/моль; ∆Н0298 (Н2О) = -241,8 кДж/моль.
Стандартные энтропии веществ (справочные значения):
∆S0298 (Fe2O3) = 87,4 Дж/(моль*К); ∆S0298 (Н2) = 130,6 Дж/(моль*К);
∆S0298 (Fe) = 27,1 Дж/(моль*К); ∆S0298 (Н2О) = 188,7 Дж/(моль*К).
ΔН0 хим. р-ции = ∑ ΔН0 продукты р-ции − ∑ ΔН0 исходные в-ва = [2*∆Н0298 (Fe) + 3*∆Н0298 (H2О)] − [∆Н0298 (Fe2О3) + 3*∆Н0298 (H2)] = [(2*0) + (3*(-241,8))] – [-822,1 + (3*0)] = -725,4 – (-822,1) = 96,7 кДж/моль.
ΔS0 хим. р-ции = ∑ ΔS0 продукты р-ции − ∑ ΔS0 исходные в-ва = [2*∆S0298 (Fe) + 3*∆S0298 (H2О)] − [∆S0298 (Fe2О3) + 3*∆S0298 (H2)] = [(2*27,1) + (3*188,7)] – [87,4 + (3*130,6)] = (54,2 + 566,1) – (87,4 + 391,8) = 620,3 – 479,2 = 141,1 Дж/К = 0,1411 кДж/К.
ΔG0298 хим. р-ции = ΔН0298 хим. р-ции – Т*ΔS0298 хим. р-ции = 96,7 кДж/моль – 298 К * 0,1411 кДж/К = 54,65 кДж.
ΔН0 хим. р-ции = 96,7 кДж/моль; ΔS0 хим. р-ции = 0,1411 кДж/К; ΔG0298 хим. р-ции = 54,65 кДж. В данной реакции ΔН0 > 0, ΔS0 > 0, ΔG0 > 0, что указывает на невозможность самопроизвольного протекания процесса при низких температурах; при температуре 688 К выполнится условие Т*ΔS > ΔН → ΔG < 0 и реакция будет возможна.