Каков объем не реагировавшего кислорода (н. у.), если смесь, состоящая из 84 г циклопропана и 336 г кислорода

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон сохранения массы. Согласно этому закону, масса реагентов в начале реакции равна массе продуктов после реакции.

Для начала, определим, какой реагент будет ограничивающим (т.е. реагент, который будет использован полностью).

Масса циклопропана — 84 г
Масса кислорода — 336 г

Давайте найдем количество вещества каждого реагента. Для этого мы разделим массу на молярную массу.

Молярная масса циклопропана (C₃H₆) равняется сумме массы трех атомов углерода и шести атомов водорода:
Масса углерода = 12.01 г/моль
Масса водорода = 1.01 г/моль

Молярная масса циклопропана = (12.01 г/моль × 3) + (1.01 г/моль × 6) = 42.08 г/моль

Теперь мы можем выразить количество вещества циклопропана:

Количество вещества циклопропана = масса циклопропана / молярная масса циклопропана
= 84 г / 42.08 г/моль = 2 моль

Аналогично, найдем количество вещества кислорода:

Молярная масса кислорода (O₂) = 16.00 г/моль
Количество вещества кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода
= 336 г / 16.00 г/моль = 21 моль

Теперь определим соотношение между циклопропаном и кислородом в реакции сгорания.

Уравнение реакции сгорания циклопропана:

C₃H₆ + 9/2O₂ -> 3CO₂ + 3H₂O

Из уравнения видно, что на каждый моль циклопропана требуется 9/2 моль кислорода. То есть:

Количество кислорода, необходимого для сгорания 2 моль циклопропана = (9/2) × 2 моль = 9 моль

Теперь у нас есть два возможных варианта:

1) Если количество кислорода в реакции (21 моль) превышает количество, необходимое для сгорания циклопропана (9 моль), то весь циклопропан будет полностью сгорать, и кислорода останется избыток. То есть объем не реагировавшего кислорода будет равен нулю.

2) Если количество кислорода в реакции (21 моль) меньше, чем количество, необходимое для сгорания циклопропана (9 моль), то сам кислород станет ограничивающим реагентом, и циклопропан будет сгорать только в количестве, соответствующем количеству кислорода в реакции. В этом случае нам нужно рассчитать объем не реагировавшего кислорода.

Мы знаем, что один моль газа при н.у. занимает примерно 22.4 литра. Таким образом, используя это соотношение, мы можем определить объем кислорода:

Объем кислорода = количество кислорода × объем одного моля кислорода
= (21 моль — 9 моль) × 22.4 л/моль
= 12 моль × 22.4 л/моль
= 268.8 литров

Таким образом, если количество кислорода в реакции меньше, чем количество, необходимое для сгорания циклопропана, то объем не реагировавшего кислорода составит 268.8 литров. Если же количество кислорода достаточно для сгорания циклопропана, то объем не реагировавшего кислорода будет равен нулю.