1. Общее количество смеси газов составляет 3,36/22,4 = 0,15 моля. Соответственно, всего молекул в смеси было 0,15*6,02*1023 = 9,03*1022 шт. Воды получилось 11,88/18 = 0,66 моля, следовательно, атомов водорода было 0,66*2*6,02*1023 = 7,95*1023 шт.
2. Количество атомов водорода, приходящееся на «среднюю» молекулу смеси общей формулой CnH2n+2, составляет 2*0,66/0,15 = 8,8 = 2n+2. Отсюда количество атомов углерода в такой молекуле n = 6,8/2 = 3,4. Соотношение атомов Н/С в исходной смеси 8,8/3,4 = 2,59. Средняя молярная масса такой смеси 3,4*12 + 8,8*1 = 49,6 г/моль, масса исходной смеси 0,15*49,6 = 7,44 г. Уравнение реакции сгорания смеси: C3,4H8,8 + 5,6O2 = 3,4СО2 + 4,4Н2О.
3. Углекислого газа в ходе реакции образовалось 3,4*0,15 = 0,51 моль, при температуре 250 оС (523 К) и давлении 0,9 атм он займет объем V = nRT/P = 0,51*0,082*523/0,9 = 24,3 л или 0,51*8,31*523/(0,9*101325) = 0,0243 м3.
4. Поскольку среднее количество атомов углерода в молекуле 3,4, а А и Б соседи, то А – пропан, Б – бутан. Все возможные изомеры: А – CH3-CH2-CH3 (пропан); Б – (CH3)2-CH-CH3 (изопропан), CH3-CH2-СН2-CH3 (н-бутан).
5. Обозначив за х мольную долю А в смеси, составим уравнение 3х + 4(1-х) = 3,4. Отсюда х = 0,6. Мольное соотношение А/Б = 0,6/0,4 = 1,5. Количество А в смеси 0,6*0,15 = 0,09 моля, количество Б 0,4*0,15 = 0,06 моля. При сгорании 0,09 моляА выделяется 0,09*2044 = 183,96 кДж тепла. Значит 343,38 – 183,96 = 159,42 кДж тепла выделилось при сгорании 0,06 моля Б. Следовательно, теплота сгорания Б составляет 159,42/0,06 = 2657 кДж/моль.
6. Запишем уравнение реакции сгорания пропана: С3Н8 + 5О2 = 3СО2 + 4Н2О. По следствию из закона Гесса тепловой эффект реакции равен разности суммы теплот образования продуктов реакции и суммы теплот образования реагентов с учетом их стехиометрических коэффициентов. То есть 3*393,5 + 4*241,8 – ΔfQ0C3H8 = 2044 кДж/моль, откуда ΔfQ0C3H8 = 103,7 кДж/моль.
Аналогично поступаем с бутаном: С4Н10 + 6,5О2 = 4СО2 + 5Н2О.
4*393,5 + 5*241,8 – ΔfQ0C4H10 = 2657 кДж/моль, откуда ΔfQ0C4H10 = 126 кДж/моль.