При мононитровании 26,4 г алкана образовалось 10,8 г воды. Какой объем кислорода(н.у.)необходим для сгорания 33 г этого алкана?
1. Напишем уравнение реакции нитрования, используя общую формулу алканов:
CnH2n+2 + HNO3 → H2SO4 → CnH2n+1 NO2 + H2O
2. Найдем количество вещества воды:
n(H2O)= m(H2O)/M(H2O) = 10,8/18=0,6 моль
3. По уравнению реакции находим количество вещества прореагировавшего алкана:
n(CnH2n+2)/n(H2O) = 1/1, следовательно, n(CnH2n+2)= n(H2O)= 0,6 моль
4. Найдем молярную массу прореагировавшего алкана:
n(CnH2n+2)= m(CnH2n+2)/M(CnH2n+2) = 26,4/0,6=44 г/моль
5. Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, то есть Mr(CnH2n+2) =44
Относительная молекулярная масса алкана рассчитывается по формуле:
Mr(CnH2n+2)= Ar(C)⋅n+Ar(H)⋅(2n+2)
Mr(CnH2n+2)=12n + 1(2n+2)=14n+2
14n+2=44, отсюда n=3
Следовательно, формула алкана C3H8
6. Напишем уравнение реакции горения пропана:
С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О
7. Вычислим количество вещества пропана: n2(C3H8)= m2(C3H8)/M(C3H8) = 33/44=0,75 моль, по уравнению реакции найдем количество вещества кислорода, затраченного на сгорание:
n(O2)/n(С3Н8)=5/1, следовательно,
n(O2)= n(С3Н8)⋅13/1 = 0,75⋅5/1=3,75 моль
8. Вычислим объем кислорода:
V(O2)= n(O2)⋅Vm = 3,75⋅22,4 = 84 л
Ответ: 84 л