Смесь газообразного алкана, неизвестного строения, и хлора облучили рессеяным светом, при этом произошло полное хлорирование
Вопрос посетителя
Смесь газообразного алкана, неизвестного строения, и хлора облучили рессеяным светом, при этом произошло полное хлорирование алкана, а объем выделившегося хлороводорода оказался в 6 раз больше исходного объема алкана.
Исходный объем смеси равен 44л(н.у.), а 4.8л (н.у.) хлора в реакцию не вступило.
Чему равна массовая доля углеводорода в смеси?
Ответ эксперта
при полном хлорировании весь водород в алкане замещается на хлор:
СхН(2х+2) + (2х+2)Сl2 → СхСl(2х+2) + (2х+2)НСl
т.е. в реакции отношение n(алкана) : n(Сl2) : n(НСl) = 1: (2х+2) : (2х+2)
По закону Авогадро, при равных устовиях температуры и давления, объемы газов относятся как их количества, поэтому: V(алкана) : V(Сl2) : V(НСl) = 1: (2х+2) : (2х+2)
Oбъем НСl в 6 раз больше объема алкана, поэтому 2х+2 = 6, отсюда формула алкана: С2Н6
V(алкана) : V(Сl2) : V(Сl2) = 1: 6
V(смеси) = 44 л, из них 4,8 непрореагировавший хлор,
т.е. прореагировали всего 44 — 4,8 = 39,2 л смеси, одна часть которой — алкан, а 6 частей — хлор (всего 7 частей), т.е. 1/7 смеси это алкан, а 6/7 — хлор.
Отсюда:
V(алкана) = 39,2/7 = 5,6 л
V(Сl2) = V(смеси) — V(алкана) = 44 — 5,6 = 38,4 л
Массы газов в исходной смеси:
m = V x M / Vm
m (С2Н6) = 5,6 л : 22,4 л/моль х 30 г/моль =7,5 г
m (Сl2) = 38,4л : 22,4 л/моль х 71 г/моль = 121,7 г
Общая масса смеси: m (смеси) = 7,5 г + 121,7 г = 129,2 г
Массовая доля углеводорода в смеси:
w = m (С2Н6) / m (смеси) = 7,5 г / 129,2 г = 0,058 (5,8%)
