Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 137.
Przeprowadzono ciąg przemian chemicznych, w wyniku których z karbidu zawierającego 20% zanieczyszczeń otrzymano kwas etanowy (octowy). Przemiany te można przedstawić poniższym schematem.
CaC2 I C2H2 II CH3CHO III CH3COOH
Wydajności kolejnych przemian (etapów) były odpowiednio równe:
WI = 85%, WII = 80%, WIII = 95%.
Na 1 mol związku organicznego otrzymanego w wyniku przemiany I podziałano wodorem w obecności katalizatora i otrzymano produkt X, który należy do szeregu homologicznego o wzorze ogólnym CnH2n. Następnie związek X poddano reakcji całkowitego spalania.
137.1 (0-1)
Napisz równanie reakcji całkowitego spalania związku X.
137.2 (0-1)
W trakcie opisanej przemiany spaleniu uległo 0,2 dm3 związku X. Objętość związku X została odmierzona w takich warunkach, w których wszystkie reagenty opisanego procesu spalania były gazami.
Ustal, jaką objętość (w opisanych warunkach) zajmował zużyty w procesie spalania tlen oraz produkty reakcji. Uzupełnij poniższą tabelę wartościami tych objętości oraz wzorami sumarycznymi produktów przemiany.
| Wzór gazu | Substrat | Wzory sumaryczne produktów | |
| O2 | |||
| V, dm3 | |||
Rozwiązanie
137.1 (0-1)
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (g)
137.2 (0-1)
| Wzór gazu | Substrat | Wzory sumaryczne produktów | |
| O2 | CO2 | H2O | |
| V, dm3 | 0,6 | 0,4 | 0,4 |
Wskazówki
137.1 (0-1)
Do rozwiązania zadania musisz wykorzystać informację do zadań i ustalić, że związkiem organicznym powstałym w wyniku przemiany I jest acetylen (C2H2). Z informacji poprzedzającej polecenie do zadania wynika, że podczas reakcji acetylenu z wodorem otrzymano związek należący do szeregu homologicznego o wzorze ogólnym CnH2n. Oznacza to, że powstały związek jest alkenem (C2H4). Następnie zgodnie z poleceniem musisz zapisać równanie reakcji całkowitego spalania etenu. Aby poprawnie zapisać równanie reakcji, musisz wiedzieć, że produktami reakcji całkowitego spalania związku organicznego (etenu) są tlenek węgla(IV) i para wodna. Pamiętaj, że zawsze po zapisaniu wzorów substratów i produktów musisz dokonać bilansu masy i dobrać współczynniki stechiometryczne.
137.2 (0-1)
Aby poprawnie rozwiązać zadanie, musisz przypomnieć sobie, że 1 mol cząsteczek każdej substancji to ta sama liczba cząsteczek (stała Avogadra). Musisz także wiedzieć, że ta sama liczba cząsteczek różnych gazów, w stałych warunkach zewnętrznych, zajmuje tę samą objętość (prawo Avogadra). Masz prawo wnioskować, że 1 mol cząsteczek każdego gazu zajmuje w stałych warunkach zewnętrznych tę samą objętość. Podając liczność materii (w molach) w reakcjach z udziałem gazów, podajesz równocześnie objętość każdego z reagentów. I tak w przypadku reakcji zilustrowanej równaniem:
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (g)
można nie tylko stwierdzić, że 1 mol C2H4 i 3 mole O2 ulegają przemianie do 2 moli CO2 i 2 moli H2O, ale także, że 1 objętość C2H4 i 3 objętości O2 ulegają przemianie do 2 objętości CO2 i 2 objętości H2O. Kontynuując rozwiązanie zadania, musisz skorzystać ze stechiometrii reakcji i na tej podstawie ustalić objętość reagentów reakcji (zgodnie z poleceniem). Zwróć uwagę, że z informacji do podpunktu b) zadania wynika, że spaleniu uległo 0,2 dm3 związku X, czyli etenu.
