Какова массовая доля бутана в исходной смеси углеводородов, состоящей из 1-бутина, бутана и бутадиена, массой в

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться следующим методом: найдем молярные массы всех веществ, затем узнаем количество вещества каждого компонента в смеси, а затем найдем массовую долю бутана.

1. Найдем молярные массы каждого вещества:

Молярная масса 1-бутина (C₄H₆) = 4 * атомарная масса С + 6 * атомарная масса Н = 4 * 12,01 + 6 * 1,01 = 54,1 г/моль

Молярная масса бутана (C₄H₁₀) = 4 * атомарная масса С + 10 * атомарная масса Н = 4 * 12,01 + 10 * 1,01 = 58,12 г/моль

Молярная масса бутадиена (C₄H₆) = 4 * атомарная масса С + 6 * атомарная масса H = 4 * 12,01 + 6 * 1,01 = 54,1 г/моль

2. Узнаем количество вещества каждого компонента в смеси:

Количество вещества 1-бутина (n₁) = масса 1-бутина / молярная масса 1-бутина = 135 г / 54,1 г/моль ≈ 2,5 моль

Количество вещества бутана (n₂) = масса бутана / молярная масса бутана = неизвестно

Количество вещества бутадиена (n₃) = масса бутадиена / молярная масса бутадиена = неизвестно

Заметим, что смесь углеводородов должна реагировать с максимально 73 г хлороводорода. Посмотрим, какое количество бутана будет необходимо для реакции.

Масса бутана (m₂) = количество вещества бутана (n₂) * молярная масса бутана

3. Теперь можем составить уравнение реакции бутана и хлороводорода:

C₄H₁₀ + 4HCl → C₄H₁₀Cl₄

Заметим, что в этом уравнении каждый мол бутана потребует 4 моля хлороводорода.

Следовательно, n₂ * 4 = количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl = 73 г / (1 г/моль) = 73 моль

Отсюда n₂ = 73 моль / 4 ≈ 18,25 моль

4. Теперь узнаем количество вещества бутадиена, используя закон сохранения массы:

n₁ + n₂ + n₃ = общее количество вещества

2,5 моль + 18,25 моль + n₃ = общее количество вещества

Так как общее количество вещества равно нулю, получаем:

2,5 моль + 18,25 моль + n₃ = 0

n₃ = -20,75 моль

К сожалению, получили отрицательное количество вещества, что является физической невозможностью. Значит, в исходной смеси углеводородов нет бутадиена.

Таким образом, массовая доля бутана в исходной смеси углеводородов равна:

Массовая доля бутана = (масса бутана / общая масса смеси) * 100%

Масса бутана = n₂ * молярная масса бутана = 18,25 моль * 58,12 г/моль ≈ 1060,15 г

Массовая доля бутана = (1060,15 г / 135 г) * 100% ≈ 785,6% (округляем до двух значащих цифр)

Таким образом, массовая доля бутана в исходной смеси углеводородов составляет около 786%.