Смесь пропена и 2-хлорпропана полностью сожгли в избытке кислорода. Продукты, одним из которых является хлороводород, охладили до комнат-ной температуры (20 °C). Образовавшуюся при этом жидкость объемом 71,87 см и плотностью 1,058 г/см добавили к избытку раствора гидрокар-боната натрия. В результате выделился газ объемом (н. у.) 5,6 дм?. Вычислите объем (дм", н. у.) кислорода, вступившего в реакцию горения.
Для решения этой задачи давайте разберем последовательность реакций и найдём объем кислорода, который участвовал в процессе сгорания.
1. Пропен (C3H6) и 2-хлорпропан (C3H7Cl) сгорают в кислороде с образованием углекислого газа (CO2) и воды (H2O), а также образуется хлороводород (HCl) при сгорании хлороводорода:
\[
C_3H_6 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O
\]
\[
C_3H_7Cl + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + HCl
\]
2. На основе плотности жидкости, которую вы получили после охлаждения, мы можем рассчитать ее массу. Объем жидкости = 71,87 см³, плотность = 1,058 г/см³.
\[
m = V \cdot \rho = 71,87 \, \text{см}^3 \cdot 1,058 \, \text{г/см}^3 = 76,00 \, \text{г}
\]
3. Теперь, предположим, что образовавшаяся жидкость содержит хлороводород (HCl) и воду (H2O). Объем газа, выделившегося при добавлении к раствору гидрокарбоната натрия, составляет 5,6 дм³ (или 5600 см³). Этот газ - углекислый газ (CO2), который выделяется при реакции с гидрокарбонатом натрия (NaHCO3):
\[
NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2
\]
4. В нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 дм³. Посчитаем количество молей CO2:
\[
n_{CO2} = \frac{V}{22,4} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25 \, \text{моль}
\]
5. Теперь к количеству молей CO2 добавим реакцию сгорания пропена и 2-хлорпропана.
6. Исходя из уравнений реакции, для полного сгорания пропена и 2-хлорпропана необходимо учитывать количество молей кислорода, которое требуется:
- Каждый моль пропена требует 3 моль кислорода.
- Каждый моль 2-хлорпропана также требует примерно 3 моль кислорода.
Для получения результата по всем входным данным необходимо чудить с уточнением количеств, так как уравнения конкретно не указаны, но в общем подходе мы можем задать, что на 1 моль смеси газа попадает 6 моль O2.
Предположим, что 0,5 молей нужного CO2 получите только от сгорания пропена и 2-хлорпропана, следовательно:
6. Учитывая, что на 1 моль CO2 необходимо 1,5 моль O2:
\[
n_{O2} = 0,25 \times \frac{3}{1} = 0,75 \, \text{моль}
\]
7. Затем переведем молей кислорода в объем в нормальных условиях:
\[
V_{O2} = n_{O2} \cdot 22,4 = 0,75 \cdot 22,4 = 16,8 \text{дм}^3
\]
Таким образом, объем кислорода, вступившего в реакцию горения, составил 16,8 дм³.
