Естественные науки

Помогите, пожалуйста, решить задачу по химии.

При пропускании 2,8 л газовой смеси, состоящей из пропена, бутена и бутана, через бромную воду прореагировало 16 г брома. определить объем воздуха, необходимый для сжигания 20 л этой смеси, если ее плотность по водороду равна 26,1
V(смеси) = 2,8 л
m(Br2) = 16 г
D(H2) = 26,1
V2(смеси) = 20 л
В реакцию присоединения с бромной водой вступят только непредельные углеводороды – пропен С3Н6 и бутен C4Н8. Реакции замещения с бутаном С4Н10 не произойдет, поскольку смесь пропускали через бромную воду, а в таких условиях реакция свободно-радикального замещения не протекает.
С3Н6 + Вr2 = C3Н6Вr2 (1)
C4Н8 + Вr2 = C4Н8Вr2 (2)
Количество вещества смеси газов
n(смеси) = V(смеси) /Vm = 2,8/22,4 = 0,125 моль
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
Пусть смесь состояла их х моль пропена, у моль бутена и z моль бутана.
n(C3H6) = x моль
n(C4H8) = y моль
n(C4H10) = z моль
Тогда количество вещества смеси газов
n(смеси) = х + у + z = 0,125 моль
Молярная масса смеси газов
М (смеси) = D(H2)*M(H2) = 26,1*2 = 52,2 г/моль
Молярная масса смеси может быть также найдена по формуле.
М (смеси) = m(смеси) /n(смеси) = [M(C3H6)*n(C3H6) + M(C4H8)*n(C4H8) + M(C4H10)*n(C4H10)]/n(смеси) = [42x + 56y + 58z]/0,125 = 52,2 г/моль
Получили второе уравнение
42x + 56y + 58z = 52,2*0,125
42x + 56y + 58z = 6,525
Количество вещества прореагировавшего брома
n(Br2) = m(Br2)/M(Br2) = 16/160 = 0,1 моль
Согласно уравнениям реакций (1) и (2) количество вещества прореагировавшего Br2 в первой и второй реакциях.
n1(Br2) = n(C3H6) = x моль
n2(Br2) = n(C4H8) = y моль
Тогда суммарное количество вещества прореагировавшего Br2 в результате двух реакций.
n(Br2) = n1(Br2) + n2(Br2) = х + у = 0,1 моль
Получили систему трех уравнений относительно трех неизвестных
х + у + z = 0,125
х + у = 0,1
42x + 56y + 58z = 6,525
Решая систему, получаем
n(C4H10) = z = 0,025 моль
n(C3H6) = x = 0,0375 моль
n(C4H8) = y = 0,0625 моль
Мольные доли газов в смеси
Х (С3Н6) = [n(C3H6)/n(смеси)] *100% = [0,0375/0,125]*100% = 30 %
Х (С5Н10) = [n(C4H8)/n(смеси)] *100% = [0,0625/0,125]*100% = 50 %
Х (С4Н10) = [n(C4H10)/n(смеси)] *100% = [0,025/0,125]*100% = 20 %
Поскольку в газообразных смесях мольные доли равны объемным долям газа, то объемные доли газов
φ(С3Н6) = 30 %
φ(С4Н8) = 50 %
φ(С4Н10) = 20 %
Найдем, какой объем занимает каждый газ в 20 литрах смеси
V(С3Н6) = [V2(смеси) *φ(С3Н6)]/100% = (20*30)/100 = 6 л
V(С4Н8) = [V2(смеси) *φ(С4Н8)]/100% = (20*50)/100 = 10 л
V(С4Н10) = [V2(смеси) *φ(С4Н10)]/100% = (20*20)/100 = 4 л
Уравнения реакций горения
2С3Н6 + 9О2 = 6СО2 + 6Н2О
С4Н8 + 6О2 = 4СО2 + 4Н2О
2С4Н10 + 13О2 = 8СО2 + 10Н2О
По закону Авогадро газы реагируют между собой в объемных отношениях пропорциональных их мольным отношениям.
V1(O2) = 4,5*V(С3Н6) = 4,5*6 = 27 л
V2(O2) = 6*V(С4Н8) = 6*10 = 60 л
V3(O2) = 6,5*V(С4Н10) = 6,5*4 = 26 л
Суммарный объем прореагировавшего кислорода
V(O2) = V1(O2) + V2(O2) + V3(O2) = 27 + 60 + 26 = 113 л
Vulf Vulfen
Vulf Vulfen
11 824
Лучший ответ