Смесь пропана и ацетилена, общим объёмом 896 мл (н. у.) пропустили через 800 г 2%-й бромной воды. Для полного обесцвечивания бромной воды потребовалось добавить 3,25 г цинковой пыли. Вычислите объёмные доли газов в исходной смеси.

Question 1

Задача Задача №2372263

А

Аноним

29 ноября 2024 05:40 · публичный вопрос

А

Аноним 29 ноября 2024 05:40

Смесь пропана и ацетилена, общим объёмом 896 мл (н. у.) пропустили через 800 г 2%-й бромной воды. Для полного обесцвечивания бромной воды потребовалось добавить 3,25 г цинковой пыли. Вычислите объёмные доли газов в исходной смеси.

Answer

Для решения данной задачи давайте последовательно разберем процесс и используем закон сохранения массы и идеальные газовые уравнения. Нам нужно найти объемные доли пропана и ацетилена в смеси.

Исходные данные:
- Объем смеси газов \( V = 896 \) мл.
- Масса бромной воды \( m_{\text{бром}} = 800 \) г (2% раствор).
- Для обесцвечивания бромной воды использовали \( m_{\text{цинк}} = 3,25 \) г цинковой пыли.
Определим количество вещества брома в растворе: 2% раствор бромной воды означает, что в 100 г раствора содержится 2 г брома. \[ m_{\text{бром}} = 800 \, \text{г} \times \frac{2}{100} = 16 \, \text{г} \]
Реакция с ацетиленом (C₂H₂): \[ C_2H_2 + Br_2 \rightarrow C_2H_2Br_2 \] Из уравнения видно, что 1 моль ацетилена реагирует с 1 моль брома. Молярная масса Br \( = 80 \) г/моль. Следовательно, количество вещества брома: \[ n_{\text{бром}} = \frac{m_{\text{бром}}}{M_{\text{бром}}} = \frac{16 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \]

Это означает, что 0,2 моль ацетилена прореагировало с бромом.
Реакция с пропаном (C₃H₈): Для реакции пропана с бромом уравнение выглядит следующим образом: \[ C_3H_8 + 2 Br_2 \rightarrow C_3H_8Br_2 \] То есть 1 моль пропана реагирует с 2 молями брома. Таким образом, если к реакции привели \( x \) моль пропана, то затраченное количество брома составит \( 2x \) моль.
Определим количество вещества цинка: Цинк используется в реакции с бромом для восстановления. Уравнение реакции: \[ Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2 \] Для 3,25 г цинка: \[ n_{\text{цинк}} = \frac{3,25 \, \text{г}}{65,38 \, \text{г/моль}} \approx 0,0497 \, \text{моль} \]

Это значит, что он смог восстановить 0,0497 моль брома. Так как 1 моль цинка реагирует с 1 моль брома, количество брома, которое было использовано, равно: \[ n_{\text{бром, всего}} = n_{\text{бром, затраченный}} + n_{\text{бром, восстановленный}} = 0,2 + 0,0497 = 0,2497 \, \text{моль} \]
Соотношение ацетилена и пропана: Пусть \( y \) - количество молей пропана, тогда: \[ 0,2 + 2y = 0,2497 \quad \Rightarrow \quad 2y = 0,2497 - 0,2 \] \[ 2y = 0,0497 \quad \Rightarrow \quad y = 0,02485 \, \text{моль} \]
Объемные доли газов: Объемы газов пропорциональны количеству вещества. Общее количество молей смеси: \[ n_{\text{всего}} = 0,2 + 0,02485 = 0,22485 \, \text{моль} \]

Объемная доля ацетилена: \[ y_{C_2H_2} = \frac{0,2}{0,22485} \approx 0,889 \quad (или 88,9\%) \]

Объемная доля пропана: \[ y_{C_3H_8} = \frac{0,02485}{0,22485} \approx 0,110 \quad (или 11,0\%) \]

Таким образом, объемные доли газов в исходной смеси составляют примерно 88,9% ацетилена и 11,0% пропана.

Question 2

Смесь пропана и ацетилена, общим объёмом 896 мл (н. у.) пропустили через 800 г 2%-й бромной воды. Для полного обесцвечивания бромной воды потребовалось добавить 3,25 г цинковой пыли. Вычислите объёмные доли газов в исходной смеси.

Answer

Для решения данной задачи давайте последовательно разберем процесс и используем закон сохранения массы и идеальные газовые уравнения. Нам нужно найти объемные доли пропана и ацетилена в смеси. 1. **Исходные данные:** - Объем смеси газов \( V = 896 \) мл. - Масса бромной воды \( m_{\text{бром}} = 800 \) г (2% раствор). - Для обесцвечивания бромной воды использовали \( m_{\text{цинк}} = 3,25 \) г цинковой пыли. 2. **Определим количество вещества брома в растворе:** 2% раствор бромной воды означает, что в 100 г раствора содержится 2 г брома. \[ m_{\text{бром}} = 800 \, \text{г} \times \frac{2}{100} = 16 \, \text{г} \] 3. **Реакция с ацетиленом (C₂H₂):** \[ C_2H_2 + Br_2 \rightarrow C_2H_2Br_2 \] Из уравнения видно, что 1 моль ацетилена реагирует с 1 моль брома. Молярная масса Br \( = 80 \) г/моль. Следовательно, количество вещества брома: \[ n_{\text{бром}} = \frac{m_{\text{бром}}}{M_{\text{бром}}} = \frac{16 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \] Это означает, что 0,2 моль ацетилена прореагировало с бромом. 4. **Реакция с пропаном (C₃H₈):** Для реакции пропана с бромом уравнение выглядит следующим образом: \[ C_3H_8 + 2 Br_2 \rightarrow C_3H_8Br_2 \] То есть 1 моль пропана реагирует с 2 молями брома. Таким образом, если к реакции привели \( x \) моль пропана, то затраченное количество брома составит \( 2x \) моль. 5. **Определим количество вещества цинка:** Цинк используется в реакции с бромом для восстановления. Уравнение реакции: \[ Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2 \] Для 3,25 г цинка: \[ n_{\text{цинк}} = \frac{3,25 \, \text{г}}{65,38 \, \text{г/моль}} \approx 0,0497 \, \text{моль} \] Это значит, что он смог восстановить 0,0497 моль брома. Так как 1 моль цинка реагирует с 1 моль брома, количество брома, которое было использовано, равно: \[ n_{\text{бром, всего}} = n_{\text{бром, затраченный}} + n_{\text{бром, восстановленный}} = 0,2 + 0,0497 = 0,2497 \, \text{моль} \] 6. **Соотношение ацетилена и пропана:** Пусть \( y \) - количество молей пропана, тогда: \[ 0,2 + 2y = 0,2497 \quad \Rightarrow \quad 2y = 0,2497 - 0,2 \] \[ 2y = 0,0497 \quad \Rightarrow \quad y = 0,02485 \, \text{моль} \] 7. **Объемные доли газов:** Объемы газов пропорциональны количеству вещества. Общее количество молей смеси: \[ n_{\text{всего}} = 0,2 + 0,02485 = 0,22485 \, \text{моль} \] Объемная доля ацетилена: \[ y_{C_2H_2} = \frac{0,2}{0,22485} \approx 0,889 \quad (или 88,9\%) \] Объемная доля пропана: \[ y_{C_3H_8} = \frac{0,02485}{0,22485} \approx 0,110 \quad (или 11,0\%) \] Таким образом, объемные доли газов в исходной смеси составляют примерно 88,9% ацетилена и 11,0% пропана.