Смесь трёх органических веществ, полученных неполным окислением 1,12 л (при н. у.) метана кислородом воздуха, растворили в воде. Полученный раствор поделили на две равные части. К первой части добавили избыток гидрокарбоната натрия, в результате выделилось 112 мл (при н. у.) газа. Ко второй части добавили избыток аммиачного раствора оксида серебра и получили осадок массой 4,32 г. Напишите уравнения реакций, протекающих в растворе, и рассчитайте выход каждого продукта окисления, считая, что весь метан прореагировал, а углекислый газ не образовался. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Запишем уравнения протекающих реакций:
$\ChemForm2CH_4 + O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2CH_3OH$
$\ChemForm2CH_4 + 2O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2CH_2O + 2H_2O$
$\ChemForm2CH_4 + 3O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2HCOOH + 2H_2O$
$\ChemFormHCOOH + NaHCO_3 \reactrarrow0pt1 cm HCOONa + CO_2\uparrow + H_2O$
2. Найдем количество вещества муравьиной кислоты:
$\it\nu\rm ( HCOOH ) = \it\nu\rm ( CO_2 ) = $\frac{0,112}{22,4}$ = 0,005 моль$
В исходной смеси $\it\nu\rm ( HCOOH ) = 0,005 \cdot 2 = 0,01 моль$
3. Найдем количество вещества формальдегида:
$\ChemFormHCOOH + 2 [ Ag ( NH_3 ) _2 ] OH \reactrarrow0pt1 cm 2Ag\downarrow + ( NH_4 ) _2CO_3 + 2NH_3 + H_2O$
$\ChemFormCH_2O + 4 [ Ag ( NH_3 ) _2 ] OH \reactrarrow0pt1 cm 4Ag\downarrow + ( NH_4 ) _2CO_3 + 6NH_3 + 2H_2O$
$\it\nu\rm ( Ag ) = $\frac{4,32}{108}$ = 0,04 моль$
$\it\nu\rm ( CH_2O ) = $\frac{( 0,04 - 2 \cdot 0,005 )}{4}$ = 0,0075 моль$
В исходной смеси $\it\nu\rm ( CH_2O ) = 0,0075 \cdot 2 = 0,015 моль$
4. Найдем выходы органических продуктов окисления:
$\it\nu\rm ( CH_4 ) = $\frac{1,12}{22,4}$ = 0,05 моль$
$\it\eta\rm ( HCOOH ) = $\frac{0,01}{0,05}$ = 0,2 = 20\%$
$\it\eta\rm ( CH_2O ) = $\frac{0,015}{0,05}$ = 0,3 = 30\%$
$\it\eta\rm ( CH_3OH ) = 100 - 20 - 30 = 50\%$
$\ChemForm2CH_4 + O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2CH_3OH$
$\ChemForm2CH_4 + 2O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2CH_2O + 2H_2O$
$\ChemForm2CH_4 + 3O_2 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize 2HCOOH + 2H_2O$
$\ChemFormHCOOH + NaHCO_3 \reactrarrow0pt1 cm HCOONa + CO_2\uparrow + H_2O$
2. Найдем количество вещества муравьиной кислоты:
$\it\nu\rm ( HCOOH ) = \it\nu\rm ( CO_2 ) = $\frac{0,112}{22,4}$ = 0,005 моль$
В исходной смеси $\it\nu\rm ( HCOOH ) = 0,005 \cdot 2 = 0,01 моль$
3. Найдем количество вещества формальдегида:
$\ChemFormHCOOH + 2 [ Ag ( NH_3 ) _2 ] OH \reactrarrow0pt1 cm 2Ag\downarrow + ( NH_4 ) _2CO_3 + 2NH_3 + H_2O$
$\ChemFormCH_2O + 4 [ Ag ( NH_3 ) _2 ] OH \reactrarrow0pt1 cm 4Ag\downarrow + ( NH_4 ) _2CO_3 + 6NH_3 + 2H_2O$
$\it\nu\rm ( Ag ) = $\frac{4,32}{108}$ = 0,04 моль$
$\it\nu\rm ( CH_2O ) = $\frac{( 0,04 - 2 \cdot 0,005 )}{4}$ = 0,0075 моль$
В исходной смеси $\it\nu\rm ( CH_2O ) = 0,0075 \cdot 2 = 0,015 моль$
4. Найдем выходы органических продуктов окисления:
$\it\nu\rm ( CH_4 ) = $\frac{1,12}{22,4}$ = 0,05 моль$
$\it\eta\rm ( HCOOH ) = $\frac{0,01}{0,05}$ = 0,2 = 20\%$
$\it\eta\rm ( CH_2O ) = $\frac{0,015}{0,05}$ = 0,3 = 30\%$
$\it\eta\rm ( CH_3OH ) = 100 - 20 - 30 = 50\%$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 119084 • Задание №11
Из предложенного перечня выберите два вещества, в составе которых есть хотя бы один вторичный атом углерода.
...
ID 115858 • Задание №2
Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических эле...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...