1) Определите молекулярную формулу предельного углеводорода, если известно, что при полном сгорании 8,6 г его образовалось 13,44 л (н. у.) оксида углерода (IV). Рассчитайте молекулярную массу углеводорода. 2) Сколько граммов 10%-ного раствора гидроксида натрия потребуется для нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты?
Для начала рассмотрим реакцию полного сгорания углеводорода.
Предельный углеводород можно обозначить как ( CnH{2n+2} ).
Реакция полного сгорания предельного углеводорода выглядит следующим образом: [ CnH{2n+2} + ( \frac{3n+1}{2} )O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O ]
Из условия задачи нам известно, что при сгорании 8,6 г углеводорода образовалось 13,44 л ( CO_2 ) при нормальных условиях (н.у.).
Объем одного моля газа при нормальных условиях равен 22,4 л. Тогда можем найти количество молей ( CO2 ): [ n{CO_2} = \frac{13,44 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,6 \text{ моль} ]
Из уравнения реакции следует, что количество молей углеводорода равно количеству молей ( CO2 ), умноженному на ( \frac{1}{n} ): [ n{углеводорода} = \frac{0,6}{n} ]
Масса углеводорода дана - 8,6 г. Молекулярная масса углеводорода ( M{углеводорода} ) равна: [ M{углеводорода} = \frac{8,6 \text{ г}}{0,6 \text{ моль}} = 14,33 \text{ г/моль} \times n ]
Для предельного углеводорода молекулярная масса ( M{углеводорода} ) может быть выражена как: [ M{углеводорода} = 12n + 2n + 2 = 14n + 2 \text{ г/моль} ]
Сравнивая с полученным значением: [ 14,33n = 14n + 2 ] [ 0,33n = 2 ] [ n = 6,06 \approx 6 ]
Таким образом, молекулярная формула предельного углеводорода ( C6H{2 \cdot 6 + 2} = C6H{14} ).
Молекулярная масса углеводорода: [ M_{C6H{14}} = 12 \cdot 6 + 14 = 86 \text{ г/моль} ]
Реакция нейтрализации серной кислоты ( H_2SO_4 ) гидроксидом натрия ( NaOH ) выглядит следующим образом: [ H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O ]
Из условия задачи известно, что у нас есть 196 г 10%-ного раствора серной кислоты. Рассчитаем количество ( H_2SO4 ) в этом растворе: [ m{H_2SO_4} = 196 \text{ г} \times 0,1 = 19,6 \text{ г} ]
Молярная масса ( H_2SO4 ): [ M{H_2SO_4} = 98 \text{ г/моль} ]
Количество молей ( H_2SO4 ): [ n{H_2SO_4} = \frac{19,6 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль} ]
Для нейтрализации 1 моль ( H_2SO4 ) требуется 2 моля ( NaOH ): [ n{NaOH} = 2 \times n_{H_2SO_4} = 2 \times 0,2 = 0,4 \text{ моль} ]
Молярная масса ( NaOH ): [ M_{NaOH} = 40 \text{ г/моль} ]
Масса ( NaOH ): [ m{NaOH} = n{NaOH} \times M_{NaOH} = 0,4 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} = 16 \text{ г} ]
Теперь рассчитаем массу 10%-ного раствора ( NaOH ): [ m{раствора} = \frac{m{NaOH}}{0,1} = \frac{16 \text{ г}}{0,1} = 160 \text{ г} ]
Таким образом, для нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты потребуется 160 г 10%-ного раствора гидроксида натрия.
1) Молекулярная формула предельного углеводорода - C3H8. Молекулярная масса углеводорода равна 44 г/моль. 2) Для нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты потребуется 23,2 г 10%-ного раствора гидроксида натрия.
1) Для определения молекулярной формулы предельного углеводорода, нужно сначала найти количество молей оксида углерода (IV). Объем газа можно перевести в моль, воспользовавшись уравнением идеального газа: V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество молей газа, R - газовая постоянная, T - температура, P - давление. По условию, 13,44 л (н. у.) = 0,6 моль оксида углерода (IV).
Зная количество молей оксида углерода (IV), мы можем определить количество молей углеводорода, так как при его полном сгорании образуется такое же количество молей оксида углерода (IV).
Молекулярная формула углеводорода CH2, так как при его сгорании образуется CO2 и H2O. Масса молекулы CH2 = 12 (C) + 2(1) = 14 г/моль.
2) Для нейтрализации 1 моль серной кислоты необходимо 2 моля гидроксида натрия. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, а гидроксида натрия (NaOH) - 40 г/моль.
Сначала найдем количество молей серной кислоты и гидроксида натрия в данном случае: Моль серной кислоты = масса / молярная масса = 196 г / 98 г/моль = 2 моль Моль гидроксида натрия = масса / молярная масса = 196 г / 40 г/моль = 4,9 моль
Так как для нейтрализации 1 моль серной кислоты нужно 2 моля гидроксида натрия, то для 2 моль серной кислоты понадобится 4 моля гидроксида натрия.
Масса 10%-ного раствора гидроксида натрия = 4,9 моль x 40 г/моль = 196 г.
Итак, для нейтрализации 196 г 10%-ного раствора серной кислоты потребуется 196 г 10%-ного раствора гидроксида натрия.
