очень нужно 8. При сжигании 12,32 л смеси метана и пропана получили 34,72 л (н.у.) углекислого газа. Определите состав исходной смеси.
9. Какой объем (в пересчете на н.у.) займет смесь газов, образующаяся при кипячении раствора в октане смеси 31,2 г иодэтана и 28,4 г иодметана с металлическим натрием, взятым в избытке?
10. Предприниматель из Мурманска, отдыхая в Сочи в августе, закупил там партию бензина. Груз был доставлен по железной дороге в ноябре. К удивлению предпринимателя, машины, заправленные этим бензином, в Мурманске не заводились. Что произошло с бензином?
Из условия задачи известно, что смесь газов состоит из метана (CH4) и пропана (C3H8). Давайте обозначим количество метана как n1 и количество пропана как n2.
Объем углекислого газа (CO2) составляет 34,72 л (н.у.). Это значение можно использовать для определения количества веществ CO2:
n(CO2) = V(CO2) / V(mol) (где V(mol) - объем одного моля газа при нормальных условиях)
V(mol) = 22,4 л (для газа при н.у.)
n(CO2) = 34,72 л / 22,4 л/моль ≈ 1,55 моль
Уравнение реакции сжигания метана и пропана выглядит следующим образом:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (сжигание метана)
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O (сжигание пропана)
Основываясь на уравнениях реакций, можем записать выражение для количества веществ CO2 через количество веществ метана и пропана:
1,55 моль = n(CO2) = 1 * n1 + 3 * n2
Мы получили систему уравнений, решив которую, сможем определить значения n1 и n2.
Также известно, что объем смеси газов составляет 12,32 л (н.у.). Мы можем использовать эту информацию для определения соотношения между количеством веществ метана и пропана:
V(смесь газов) = V(CH4) + V(C3H8) (объем смеси равен объемам каждого из газов)
12,32 л = n1 * V(mol, CH4) + n2 * V(mol, C3H8)
Заметим, что объем одного моля каждого газа при н.у. равен 22,4 л/моль.
12,32 л = n1 * 22,4 л/моль + n2 * 22,4 л/моль
Мы получили второе уравнение системы.
Решим эту систему уравнений методом замены или методом сложения (чтобы избавиться от одной переменной и определить другую). Для примера, воспользуемся методом замены:
1,55 моль = n1 + 3n2 (подставляем эту формулу вместо n(CO2) в систему уравнений)
12,32 л = 22,4 л/моль * n1 + 22,4 л/моль * n2
Выразим из первого уравнения n1 через n2 и подставим во второе уравнение:
12,32 л = 22,4 л/моль * (1,55 - 3n2) + 22,4 л/моль * n2
12,32 л = 22,4 л/моль * 1,55 - 22,4 л/моль * 3n2 + 22,4 л/моль * n2
12,32 л = 34,96 л - 56,96 л * n2 + 22,4 л/моль * n2
56,96 л * n2 - 22,4 л/моль * n2 = 34,96 л - 12,32 л
34,56 л * n2 = 22,64 л
n2 = 22,64 л / 34,56 л ≈ 0,655 моль
Подставим полученное значение n2 в первое уравнение системы:
1,55 моль = n1 + 3 * 0,655 моль
1,55 моль = n1 + 1,965 моль
n1 ≈ 1,55 моль - 1,965 моль ≈ -0,415 моль
Однако полученное значение n1 отрицательное, что невозможно. Это говорит о том, что смесь газов, описанная в задаче, не является возможной. Вероятно, в условии есть ошибка в данных или предполагаемый состав смеси неправильный.
9. Для решения этой задачи сначала определим молярную массу иодэтана (C2H5I) и иодметана (CH3I) для вычисления количества веществ.
Молярная масса иодэтана (C2H5I) = массе углерода + 5 * массе водорода + массе иода = 12,01 г/моль + 5 * 1,01 г/моль + 126,9 г/моль = 184,03 г/моль
Молярная масса иодметана (CH3I) = массе углерода + 4 * массе водорода + массе иода = 12,01 г/моль + 4 * 1,01 г/моль + 126,9 г/моль = 141,97 г/моль
Теперь, используя молярные массы, найдем количество веществ иодэтана и иодметана в данной смеси:
n(иодэтан) = масса иодэтана / молярная масса иодэтана = 31,2 г / 184,03 г/моль
n(иодметан) = масса иодметана / молярная масса иодметана = 28,4 г / 141,97 г/моль
Теперь воспользуемся уравнением реакции между иодметаном и натрием:
CH3I + 2Na → CH3Na + NaI (реакция иодметана с натрием)
Из уравнения реакции видно, что один моль иодметана реагирует с двумя молями натрия, образуя один моль метилнатрия.
Таким образом, мольное соотношение между иодметаном и натрием равно 1:2.
Теперь определим мольное соотношение между иодэтаном и натрием:
n(иодэтан) : n(иодметан) = n(иодэтан) / (2 * n(иодметана))
Подставим известные значения:
n(иодэтан) : n(иодметан) = (31,2 г / 184,03 г/моль) / (2 * (28,4 г / 141,97 г/моль))
Сократим и выразим в виде десятичной дроби:
n(иодэтан) : n(иодметан) ≈ 0,085 : 0,400 ≈ 0,213 : 1
Теперь знаем соотношение количества веществ иодэтана и иодметана. Согласно заданию, металлический натрий взят в избытке. Это означает, что натрий полностью реагирует только с ограниченным количеством иодэтана, а часть иодметана остается неиспользованной. Соотношение в данной реакции позволяет найти какое количество иодметана останется неиспользованным.
Из соотношения n(иодэтан) : n(иодметан) = 0,213 : 1 следует, что для реакции с иодэтаном требуется только 0,213 моль иодметана. Значит, остается неиспользованным
n(неиспользуемый иодметан) = n(иодметана) - 0,213 моль
Теперь определим объем смеси газов, используя полученные значения количества веществ и молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль).
V(смесь газов) = (n(иодэтан) + n(неиспользуемый иодметан)) * 22,4 л/моль
Подставим значения:
V(смесь газов) = (n(иодэтан) + (n(иодметана) - 0,213 моль)) * 22,4 л/моль
V(смесь газов) = (0,085 моль + (0,400 - 0,213) моль) * 22,4 л/моль
Теперь вычислим:
V(смесь газов) = (0,272 моль) * 22,4 л/моль
V(смесь газов) ≈ 6,09 л
Таким образом, смесь газов, образующаяся при кипячении раствора в октане смеси иодэтана и иодметана с металлическим натрием в избытке, будет занимать примерно 6,09 л (н.у.).
10. При хранении бензина, особенно в течение длительного периода времени, могут произойти некоторые изменения, которые могут привести к его испорченности или несоответствию требованиям для нормальной работы автомобиля.
В данном случае, задержка поставки бензина из Сочи в Мурманск может привести к нескольким возможным проблемам:
1. Испарение: Бензин может испаряться со временем, особенно при низких температурах в Мурманске. Это может привести к уменьшению количества активных компонентов в бензине и, как следствие, к сложностям при его воспламенении и запуске двигателя.
2. Окисление: Бензин содержит компоненты, которые могут подвергаться окислению и разложению при воздействии воздуха и влаги, особенно при длительном хранении. Это может привести к образованию отложений и загрязнений в системе подачи топлива, что в свою очередь может привести к засорению фильтров и других проблемам с работой двигателя.
3. Коррозия: Долгий период хранения бензина может привести к возникновению коррозии на внутренних поверхностях емкостей и систем подачи топлива. Это может повлечь за собой появление ржавчины и проблем с исправной работой топливной системы.
Все эти факторы могут привести к тому, что машины, заправленные этим бензином, не заводились в Мурманске. Из-за изменений, которые произошли в составе и свойствах бензина в результате длительного хранения и возможных процессов разложения, он мог потерять свои исходные качества и стать непригодным для использования в двигателях автомобилей.
Таким образом, можно предположить, что бензин испортился или изменил свои характеристики во время его задержки и длительного периода хранения до доставки в Мурманск.