В закрытом сосуде при 150 ∘C смешали 1 л некоторого газообразного алкена и 10 л кислорода. После сгорания алкена и приведения системы к 150 ∘C давление в сосуде оказалось таким же, как до сгорания. Запишите брутто‑формулу этого алкена.
1 Ответ
Решение:
Реакция горения алкена: Общая формула алкенов CnH2n. Уравнение реакции горения:
CnH2n + 1.5n O2 → n CO2 + n H2O
Анализ изменения объема:
Начальный объем: 1 л алкена + 10 л кислорода = 11 л
Конечный объем: Давление и температура не изменились, значит, и объем остался 11 л.
Учет воды: Важно! Так как температура 150 °C, вода находится в газообразном состоянии (пар).
Составление уравнения баланса объема:
Пусть прореагировало 1 л алкена (полностью). Тогда:
Объем O2, который прореагировал: 1.5n л (из уравнения реакции)
Объем CO2, который образовался: n л (из уравнения реакции)
Объем H2O (газ), который образовался: n л (из уравнения реакции)
Объем O2, который остался: 10 — 1.5n л
Общий объем после реакции: n (CO2) + n (H2O) + (10 — 1.5n) (O2) = 11 л (как сказано в условии)
Уравнение: n + n + 10 — 1.5n = 11
Решение уравнения:
2n + 10 — 1.5n = 11
5n = 1
n = 2
Определение формулы алкена:
Так как n = 2, формула алкена: C2H4 (этилен)
Ответ: C2H4