1. Определите какой объем этилен необходим для гидратации 25 литров смеси этана и этилена, если при этом образуется

Задача 1:
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Дальтона для парциального давления газов и уравнение реакции гидратации этана и этилена.

Сначала определим количество этилового спирта, которое должно быть образовано при гидратации данной смеси этана и этилена.

Уравнение реакции гидратации этана и этилена:
\[
\text{{C}}_2\text{{H}}_4 + \text{{H}}_2\text{{O}} \rightarrow \text{{C}}_2\text{{H}}_5\text{{OH}}
\]

Молярная масса этилового спирта (C2H5OH) - 46 г/моль.

Теперь, используя заданные данные, найдем количество этилового спирта, которое образуется:
Масса этилового спирта: 18,4 г
Выход этилового спирта: 80% = 0,8

\( \text{{Масса этилового спирта (C2H5OH)}} = \frac{{\text{{Масса образовавшегося этилового спирта}}}}{{\text{{Выход этилового спирта}}}} \)

\( \text{{Масса этилового спирта (C2H5OH)}} = \frac{{18,4 \, \text{{г}}}}{{0,8}} = 23 \, \text{{г}} \)

Теперь, зная массу этилового спирта, мы можем использовать его молярную массу, чтобы определить количество молей образовавшегося спирта.

Количество молей этилового спирта:
\( \text{{Количество молей этилового спирта (C2H5OH)}} = \frac{{\text{{Масса этилового спирта (C2H5OH)}}}}{{\text{{Молярная масса этилового спирта (C2H5OH)}}}} \)
\( \text{{Количество молей этилового спирта (C2H5OH)}} = \frac{{23 \, \text{{г}}}}{{46 \, \text{{г/моль}}}} = 0,5 \, \text{{моль}} \)

Теперь мы можем использовать уравнение реакции, чтобы сопоставить моль этилена с молем этилового спирта.

В уравнении гидратации видно, что каждая молекула этилена образует одну молекулу этилового спирта. Таким образом, количество молей этилена равно количеству молей образовавшегося этилового спирта.

Количество молей этилена: 0,5 моль.

Теперь применим закон Дальтона для нахождения объема этилена.

Парциальное давление этана: p(этан) = 1 - p(этилен)
Парциальное давление этена: p(этилен) = p(этан) = x(этилен) * P(смеси)

Где x(этилен) - объемовая доля этилена в исходной смеси.
P(смеси) - давление смеси.

Объем исходной смеси (V(смеси)) - 25 литров.

Учитывая, что объем исходной смеси равен объему этана и этилена, можно сказать, что объем этана (V(этан)) равен (1 - x(этилен)) * V(смеси).

Таким образом, чтобы найти объем этилена, нам нужно знать долю этилена в смеси (x(этилен)) и давление смеси (P(смеси)).

В отношении доли этилена, задача говорит:
x(этилен) = 25%

Теперь объединим все эти данные и найдем объем этилена.

Объем этилена (V(этилен)) = x(этилен) * V(смеси) = 0,25 * 25 л = 6,25 л

Ответ: Для гидратации 25 литров смеси этана и этилена необходимо 6,25 литров этилена.

Задача 2:
Для решения этой задачи мы будем использовать закон Дальтона для парциального давления газов и уравнения реакций сгорания метанола и этанола.

Сначала найдем количество углекислого газа (CО2), образованного при полном сгорании метанола и этанола.

Уравнение реакции полного сгорания метанола:
\[
CH_3OH + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O
\]

Молярная масса CO2 - 44 г/моль.

Теперь, используя заданные данные, найдем количество CO2, которое образуется:

Масса CO2: 3,36 л
Предположим, что газ находится при нормальных условиях (н.у.), т. е. при температуре 0 °C и давлении 1 атм.

Объем CO2 при н.у. можно пересчитать в количество молей CO2 с использованием уравнения состояния идеального газа (PV = nRT).

Переведем 3,36 л CO2 при н.у в моль:
n(CO2) = \[ \frac{{P \times V}}{{R \times T}} \, \text{{ моль}} \]

P - давление газа (1 атм),
V - объем газа (3,36 л),
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм * л / моль * К),
T - температура (0 °C = 273 К).

n(CO2) = \[ \frac{{1 \, \text{{атм}} \times 3,36 \, \text{{л}}}}{{0,0821 \, \text{{атм * л / моль * К}} \times 273 \, \text{{К}}}} = 0,147 \, \text{{моль}} \]

Теперь, зная количество молей CO2, мы можем использовать его молярную массу, чтобы определить массу CO2.

Масса CO2:
Масса(CO2) = n(CO2) × молярная масса CO2
Масса(CO2) = 0,147 моль × 44 г/моль
Масса(CO2) = 6,468 г

Теперь, используя уравнение реакции полного сгорания метанола и этанола, мы можем установить соотношение между молекулами метанола и этанола и молекулами CO2.

В уравнении гидратации видно, что каждая молекула метанола образует одну молекулу CO2. Поэтому количество молекул метанола равно количеству молекул CO2.

Теперь, зная количество молекул метанола, мы можем найти объем кислорода, необходимый для полного сгорания метанола и этанола.

Предположим, что кислород является избыточным реагентом в данной реакции. Значит, объем кислорода будет зависеть только от количества молекул метанола.

Объем кислорода: 0,147 моль.

Ответ: Для полного сгорания 3,72 г смеси метанола и этанола необходим объем кислорода в количестве 0,147 литра.

Задача 3:
Для решения этой задачи мы должны использовать молярные массы бензола, метанола и этанола, чтобы определить количество вещества каждого из них, а затем использовать их для расчета массовых долей.

Молярная масса бензола (C6H6) - 78 г/моль.
Молярная масса метанола (CH3OH) - 32 г/моль.
Молярная масса этанола (C2H5OH) - 46 г/моль.

Начнем с определения количества вещества каждого из реагентов.

Количество молей бензола (C6H6):
Количество молей (C6H6) = \[ \frac{{\text{{Масса(C6H6)}}}}{{\text{{Молярная масса(C6H6)}}}} \]
Количество молей (C6H6) = \[ \frac{{180 \, \text{{г}}}}{{78 \, \text{{г/моль}}}} = 2,31 \, \text{{моль}} \]

Количество молей метанола (CH3OH):
Количество молей (CH3OH) = \[ \frac{{\text{{Масса(CH3OH)}}}}{{\text{{Молярная масса(CH3OH)}}}} \]
Количество молей (CH3OH) = \[ \frac{{44 \, \text{{г}}}}{{32 \, \text{{г/моль}}}} = 1,375 \, \text{{моль}} \]

Количество молей этанола (C2H5OH):
Количество молей (C2H5OH) = \[ \frac{{\text{{Масса(C2H5OH)}}}}{{\text{{Молярная масса(C2H5OH)}}}} \]
Количество молей (C2H5OH) = \[ \frac{{44 \, \text{{г}}}}{{46 \, \text{{г/моль}}}} = 0,957 \, \text{{моль}} \]

Теперь найдем массовые доли метанола и этанола в растворе.

Масса метанола (CH3OH) = Количество молей (CH3OH) × Молярная масса (CH3OH)
Масса метанола (CH3OH) = 1,375 моль × 32 г/моль = 44 г

Масса этанола (C2H5OH) = Количество молей (C2H5OH) × Молярная масса (C2H5OH)
Масса этанола (C2H5OH) = 0,957 моль × 46 г/моль = 44 г

Теперь определим массовую долю каждого реагента в растворе.

Массовая доля метанола (CH3OH):
Массовая доля (CH3OH) = \[ \frac{{\text{{Масса метанола (CH3OH)}}}}{{\text{{Масса общего раствора}}}} \times 100\%
Массовая доля (CH3OH) = \[ \frac{{44 \, \text{{г}}}}{{44 \, \text{{г}} + 44 \, \text{{г}}}} \times 100\% = 50\% \]

Массовая доля этанола (C2H5OH):
Массовая доля (C2H5OH) = \[ \frac{{\text{{Масса этанола (C2H5OH)}}}}{{\text{{Масса общего раствора}}}} \times 100\%
Массовая доля (C2H5OH) = \[ \frac{{44 \, \text{{г}}}}{{44 \, \text{{г}} + 44 \, \text{{г}}}} \times 100\% = 50\% \]

Ответ: Массовая доля метанола и этанола в растворе составляет 50% каждого соединения, при воздействии избыточного металлического калия.