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.

Уравнения реакций: а) Fe + FeCl₃ FeCl₂; б) FeO + 2HCl→FeCl₂ + H₂O;

в)   2Fe(OH)₂ + H₂O₂ →Fe(OH)₃; г) Fe₃O₄ + 8HCl →2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O;

д)   Fe + 2HCl→FeCl₂ + H₂­; е) FeSO₃ + 2HCl →FeCl₂ + H₂O + SO₂­;

ж) 2FeCl_{3(раствор)}+ 2KI_(р-р)→2FeCl₂ + 2KCl + I₂;з) 2FeS + 4Cl₂ 2FeCl₃ + S₂Cl₂­;

и)   Fe₃(PO₄)₂ + 4HCl →2FeCl₂ + Fe(H₂PO₄)₂; к) Fe(ClO₃)_3(р-р)+ 3NaOH_(р-р)→Fe(OH)₃+ NaClO₃;

л)   2K₂FeO₄ + 16HCl_(конц)→2FeCl₃ + 4KCl + 3Cl₂­+ 8H₂O; 2Fe(OH)₃ + 6HI →2FeI₂ + I₂+ 6H₂O.

Названия соединений:

FeCl₃– хлорид железа(III) или трихлорид железа; FeCl₂– хлорид железа(II);

FeO – оксид железа(II); Fe(OH)₂ – гидроксид железа(II);Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III);

Fe₃O₄– оксид железа(II, III);FeSO₃ – сульфит железа(II); FeS – сульфиджелеза(II);

Fe₃(PO₄)₂ – ортофосфатжелеза(II); Fe(H₂PO₄)₂ – дигидрофосфатжелеза(II);

Fe(ClO₃)₃ – хлоратжелеза(III) K₂FeO₄ – ферраткалия; FeI₂ – иодиджелеза(II).

Ответ:

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 C_nH_2n+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: C_3,4H_8,8 + 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.