Номер 3, страница 144 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. На полное сгорание 0,3 моль жира было израсходовано 383 л кислорода (н.у.) и при этом образовалось 275,5л углекислого газа (н. у.). Определитемолекулярную массу жира (г/моль).

Ответ: 664 г/моль.

Дано:

$n(\text{жира}) = 0.3 \text{ моль}$

$V(O_2) = 383 \text{ л}$

$V(CO_2) = 275.5 \text{ л}$

Условия нормальные (н. у.), молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Найти:

$M(\text{жира}) - ?$

Решение:

1. Запишем общее уравнение реакции сгорания жира, имеющего в составе атомы углерода, водорода и кислорода. Общая формула жира $C_xH_yO_z$.

$C_xH_yO_z + (x + \frac{y}{4} - \frac{z}{2})O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O$

2. Найдем количество вещества (в молях) кислорода, вступившего в реакцию, и углекислого газа, образовавшегося в результате реакции. Расчеты проводятся для нормальных условий (н. у.), где молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

$n = \frac{V}{V_m}$

$n(O_2) = \frac{383 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 17.1 \text{ моль}$

$n(CO_2) = \frac{275.5 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 12.3 \text{ моль}$

Эти количества соответствуют сгоранию 0,3 моль жира.

3. Определим стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, приведя их к 1 моль сгоревшего жира. Индекс $\text{x}$ в формуле жира равен количеству моль $CO_2$, образовавшихся при сгорании 1 моль жира.

$x = \frac{n(CO_2)}{n(\text{жира})} = \frac{12.3 \text{ моль}}{0.3 \text{ моль}} = 41$

4. Аналогично найдем коэффициент перед кислородом в уравнении реакции для 1 моль жира.

Коэффициент при $O_2 = \frac{n(O_2)}{n(\text{жира})} = \frac{17.1 \text{ моль}}{0.3 \text{ моль}} = 57$

5. Таким образом, уравнение реакции для 1 моль жира выглядит так:

$C_{41}H_yO_z + 57O_2 \rightarrow 41CO_2 + \frac{y}{2}H_2O$

6. Составим баланс по атомам кислорода, чтобы найти соотношение между $\text{y}$ и $\text{z}$.

Атомы О в реагентах = Атомы О в продуктах

$z + 57 \cdot 2 = 41 \cdot 2 + \frac{y}{2} \cdot 1$

$z + 114 = 82 + \frac{y}{2}$

$\frac{y}{2} = z + 32$

$y = 2z + 64$

7. Жиры являются сложными эфирами глицерина и высших карбоновых кислот (триглицеридами). В молекуле любого триглицерида содержится 6 атомов кислорода. Примем $z = 6$.

8. Найдем индекс $\text{y}$ (количество атомов водорода):

$y = 2 \cdot 6 + 64 = 12 + 64 = 76$

Следовательно, молекулярная формула жира: $C_{41}H_{76}O_6$.

9. Рассчитаем молярную массу жира, используя относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

$M(C_{41}H_{76}O_6) = 41 \cdot Ar(C) + 76 \cdot Ar(H) + 6 \cdot Ar(O)$

$M(C_{41}H_{76}O_6) = 41 \cdot 12 + 76 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 492 + 76 + 96 = 664 \text{ г/моль}$

Ответ: 664 г/моль.