2023-09-07
Смесь алкана и кислорода, объемное отношение которых равно стехиометрическому в реакции их полного горения, сожгли. После сгорания, конденсации паров воды и приведения к исходным условиям объем смеси сократился в два раза по сравнению с исходной смесью алкана и кислорода. Установите формулу алкана.
Решение:
Записываем уравнение реакции горения алкана в общем виде:
$C_{n}H_{2n+2} + \frac{3n + 1}{2}O_{2} \rightarrow nCO_{2} +(n + 1)H_{2}O$.
После конденсации паров воды единственным газообразным веществом будет $CO_{2}$, объем которого по условию в два раза меньше объема смеси алкана и кислорода.
Учтем, что отношение объемов газов равно отношению их стехиометрических коэффициентов. В левой части уравнения сумма стехиометрических коэффициентов перед формулами алкана и кислорода равна
$1 + \frac{3n + 1}{2} = \frac{3n + 3}{2}$,
а в правой - $n$ (коэффициент перед формулой углекислого газа).
Согласно условию задачи, имеем:
$\frac{ \frac{3n+3}{2}}{n} = 2$.
Находим:
$\frac{3n + 3}{2n} = 2$;
$3n + 3 = 4n$;
$n = 3$.
Формула алкана - $C_{3}H_{8}$.