1. Согласно закону Авогадро в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится равное число молекул. За х обозначим n(O₂), тогда n(H₂) тоже равно х. За у примем массу пустого сосуда (г). Составим систему уравнений:

      Отсюда: х = n(O₂) = n(Н₂) = 0.5 моль, у = m = 1244 г.

Собственная масса сосуда 1244 г, масса с воздухом 1244+29*0,5 = 1258,5 г.

Молярный объем газа при н.у. составляет 22,4 л, значит, объем сосуда 22,4*0,5 = 11,2 л.

2. Уравнение реакции: 2H₂ + O₂ = 2H₂O. Из стехиометрии реакции следует, что кислород находится в избытке, а водород прореагирует полностью. Воды получится столько же, сколько было водорода, т.е. 0,5 моля. Ее масса 18*0,5 = 9 г, объем при н.у. 9 г : 1 г/мл = 9 мл. Масса сосуда с продуктом и с воздухом 1258,5+9 = 1267,5 г, из которых для точности надо вычесть массу 9 мл вытесненного водой воздуха. Но эта масса составляет всего 29*9*10^‑3/22,4 = 0,012 г, поэтому ей можно пренебречь. Масса воды в заполненном ей сосуде 11,2 л * 1000 г/л = 11200 г, а вместе с сосудом 11200+1244 = 12444 г.

3. При действии на кислород электрических разрядов часть кислорода превращается в озон: 3O₂ = 2O₃. Есть несколько вариантов вычисления количества образовавшегося озона, например такой. Поскольку давление в сосуде упало на 5 %, то общее количество молей газов тоже сократилось на 5 %, т.е. на 0,05*0,5 = 0,025 моля. Составляем пропорцию:

      При образовании 2 молей озона кол-во газов сокращается на 1 моль;

      При образовании х молей озона кол-во газов сократилось на 0,025 моля.

      Отсюда х = 0,025*2 = 0,05 моля.

      На образование 0,05 моля озона (его масса 48*0,05 = 2,4 г) было потрачено 0,05*3/2 = 0,075 молей кислорода, которого осталось 0,5–0,075 = 0,425 моля (32*0,425 = 13,6 г). Поскольку в равных объемах газов содержится одинаковое количество молекул, для газов объемные и мольные % совпадают. Количественный состав смеси после реакции: О₃ – 100*0,05/(0,05+0,425) = 10,5 об. % и 100*2,4/16 = 15 масс. %; О₂ - 100*0,425/(0,05+0,425) = 89,5 об. % и 100*13,6/16 = 85 масс. %;

4. Озон – очень сильный окислитель, в водном растворе окисляющий иодид-ионы до йода: 2KI + О₃ + Н₂O = I₂¯ + О₂­ + 2КОН. Один моль озона выделяет 1 моль йода, значит, 0,005 моль – это максимальное количество йода, которое можно получить. Его масса составит m = 0,05·253.8 = 12,69 г.

В случае избытка концентрированного раствора KI масса осадка будет меньше, а в случае большого избытка иод и вовсе не выпадет в осадок, поскольку растворяется в крепких растворах иодида калия: KI + I₂ = KI₃ или KI + nI₂ = KI_2n+1.

1. Найдем молекулярную формулу соединения Х. Поскольку при сгорании образовались только вода и углекислый газ, в состав Х могут входить только углерод, водород и кислород. Найдем количество СО₂ и Н₂О: n(CO₂) = 16,8 / 22,4 = 0,75 моль; n(H₂O) = 16,2 ∙ 1 / 18 = 0,9 моль. Следовательно, n(C) = n(CO₂) = 0,75 моль; n(H) = n(H₂O) × 2 = 1,8 моль. Рассчитаем, входил ли в состав Х кислород. m(C + H) = 0,75 ∙ 12 + 1,8 ∙ 1 = 10,8 г = m(навески Х). Это означает, что в соединении Х присутствует только углерод и водород (Х – углеводород). Найдем эмпирическую формулу Х. С : Н = 0,75 : 1,8 = 1 : 2,4 = 5 : 12, т.е. С₅Н₁₂ (М(С₅Н₁₂) = 72 г/моль). Поскольку молярная масса Х не превышает 128 г/моль, следовательно эмпирическая формула совпадает с молекулярной. Структурные формулы и названия изомеров соединения Х, которые иллюстрируют изомерию углеродного скелета:

2. Поскольку соединение Y является монобромпроизводным алкана, его формула в общем виде можно записать C_nH_2n+1Br. Найдем значение n в упомянутом бромалкане: 0,529 = 80 / (12n + 2n + 1 + 80) = 80 / (14n + 81); 14n = 70; n = 5. Молекулярная формула монобромпроизводного C₅H₁₁Br. Структурные формулы и названия изомеров положения функциональной группы для соединения Y, в которых все атомы С образуют неразветвленную цепь:

3. Первым представителем гомологического ряда алкенов, который способен иметь геометрические изомеры, является бутен-2. Структурные формулы и названия его геометрических изомеров:

4. Кроме перечисленных в условии задания видов изомерии можно еще привести в качестве примера межклассовую изомерию (например, этиловый спирт (С₂Н₅ОН) и диметиловый эфир (СН₃-О-СН₃)) или оптическую изомерию (например, молочная кислота существует в виде двух энантиомеров):

5. Например, связевая изомерия:

Na₃[Co(NO₂)₆] – гексанитрокобальтат(III) натрия и Na₃[Co(ONO)₆] ‑ гексанитритокобальтат(III) натрия.

1. Na₂CO₃ – карбонат натрия, сода кальцинированная. Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂­.

2. Пусть формула натрона Na₂CO₃*хН₂О. Массовая доля воды в нем 0,63 (63 %). Составим уравнение 18х/(18х+106) = 0,63, решив которое получаем х = 10. Можно посчитать и по-другому. Содержание безводной соды в кристаллогидрате 100-63 = 37 %, что соответствует 106 а.е.м. Тогда 63 % соответствуют у а.е.м., откуда у = 106*63/37 »180. Отсюда х = 10. Таким образом, натрон - Na₂CO₃*10Н₂О – декагидрат карбоната натрия, сода стиральная.

Если 63 % массы натрона отвечают 180 а.е.м. или 10 молекулам воды, то 31,5 % будет соответствовать 180*31,5/63 = 90 а.е.м. или 5 молекулам воды. То есть точный состав гидрата А - Na₂CO₃*5Н₂О.

Для термонатрита с формулой Na₂CO₃*zН₂О содержание натрия 37,1 %, что соответствует 2*23 = 46 а.е.м. Следовательно, молекулярная масса термонатрита (100 %) будет равна 46/0,371 »124, откуда z= 1. Можно посчитать и по уравнению 2*23/(106+18z) = 0,371. Итак, точный состав термонатрита - Na₂CO₃*Н₂О.

3. Молярная масса безводной соды 106 г/моль, натрона – 286 г/моль. В расчете на натрон мировое потребление соды получится 33*286/106 = 89 млн. т. Основные отрасли промышленности, потребляющие соду: стекольная (48 %), химическая (24%), мыловаренная и производства чистящих средств (14%), целлюлозо-бумажная (4 %). На все остальные области применения в сумме расходуется не более 10 % соды.

4. В 300 г насыщенного при 25^оС раствора содержится 29,5*3 = 88,5 г безводной соды. Натрон содержит такой соды 37 %, следовательно, его понадобится 88,5/0,37 = 239,2 г. Соответственно, воды надо будет взять 300-239,2 = 60,8 г.

Пусть х – масса натрона, выделяющегося при охлаждении этого раствора до 0 ^оС. Тогда 0,37 х – масса выделяющейся безводной соды. В растворе останется 88,5-0,37х безводной соды при массе раствора 300-х. Отношение этих величин в насыщенном при 0 ^оС растворе составляет 7/100. Решая уравнение (88,5-0,37х)/(300-х) = 0,07, получаем х = 225 г.

5. Итак, при охлаждении до 0 ^оС 300 г насыщенного при 25 ^оС раствора выделяется 225 г натрона. Следовательно, для получения 100 г натрона потребуется в 225/100 = 2,25 раза меньше раствора, т.е. 300/2,25 = 133,3 г. Масса безводной соды в нем составит 0,295*133,3 = 39,3 г. На 124 г термонатрита приходится 106 г безводной соды, следовательно, термонатрита нам понадобится 39,3*124/106 = 46,0 г. Воды, соответственно, надо будет взять 133,3-46,0 = 87,3 г.

6 Сода питьевая (пищевая) – NaHCO₃– гидрокарбонат натрия. Сода каустическая – NaOH– гидроксид натрия.