При сгорании алкана массой 3,6 г образуется оксид углерода (IV)объемом 5,6 л (н.у.). какой объем кислорода приведенный к нормальным условиям потребуется для реакции.
1. Напишем уравнение реакции горения, используя общую формулу членов гомологического ряда алканов:
CnH2n+2 + 3n+1/2 O2 → nCO2 + (n+1)H2O
2. Вычислим количество вещества углекислого газа:
n(CO2) = V(CO2)/Vm= 5,6/22,4=0,25 моль
3. 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
4. Вычислим количество вещества алкана:
n(CnH2n+2)=m(CnH2n+2)/M(CnH2n+2)
n(CnH2n+2)=3,6/14n+2 моль
5. По условию в реакцию вступает 3,6/14n+2 моль CnH2n+2, а образуется 0,25 моль СО2) По уравнению в реакцию вступает 1 моль CnH2n+2, а образуется n моль СО2)
Получается пропорция:
3,6/14n+2=0,25/n, отсюда n=5, таким образом, молекулярная формула алкана C5H12 — пентан
6. Запишем уравнение горения пентана:
C5H12 + 8О2 = 5СО2 + 6Н2О
7. Найдем количество вещества пентана:
n(C5H12)=m(C5H12)/M(C5H12) = 3,6/72 =0,05 моль
8. Из уравнения реакции горения следует, n(C5H12)=8n(O2)=0,05⋅8 = 0,4 моль
9. Определяем объем кислорода при нормальных условиях:
V(O2)= n(О2) ⋅ Vm = 0,4⋅22,4=8,96 л
Ответ: 8,96 л