При полном сгорании 3,36 л (н. у.) смеси двух газообразных алканов А и В с неразветвлённой углеродной цепью образовалось 11,88 г воды и выделилось 343,38 кДж теплоты.
-
Установите молекулярные формулы и назовите алканы А и В, если известно, что они являются ближайшими гомологами, причём алкан В имеет большую молярную массу.
-
Рассчитайте мольную долю (в %) алкана А в смеси.
-
Определите теплоту сгорания алкана В (в кДж/моль, с точностью до целых), если известно, что при сгорании 1 моль А выделяется 2044 кДж теплоты.
Ответ
Название А – пропан
Название B – бутан или н-бутан
Мольная доля А (%) – 60
Теплота сгорания B(%) – 2657 (диапазон от 2600 до 2700)
Решение:
Для алканов можно использовать следующие общие формулы: и при условии, что . Пусть количество вещества A равно моль, количество вещества B — моль. Общее количество газовой смеси равно:
Уравнение 1: .
Уравнения реакций горения соединений A и B в общем виде:
Согласно этим уравнениям:
Общее количество вещества воды равно:
Уравнение 2: .
Решение системы уравнений 1 и 2 при условии, что , приводит к выражению:
Далее необходимо применить подбор:
При — не согласуется с условием задачи, так как .
При — также не подходит.
При — согласуется с условием задачи.
При .
Следовательно, (пропан, A), (бутан, B).
моль, молярная доля:
При сгорании моль пропана выделяется:
При сгорании смеси алканов выделилось кДж теплоты. Следовательно, теплота сгорания бутана будет равна: