1. Реакція згоряння гексану:

C6H14 + 19/2 O2 → 6 CO2 + 7 H2O

Якщо немає достатньої кількості кисню, то не відбувається повне згоряння гексану і частина вуглеводню перетворюється в сажу. Це можна описати наступною реакцією:

C6H14 + X O2 → 6 CO2 + 7 H2O + Y C

де X - кількість кисню, який є в наявності, а Y - кількість утвореної сажі.

З рівняння бачимо, що 1 моль гексану витрачає 19/2 моль кисню для повного згоряння. Оскільки в задачі ми маємо недостачу кисню, то треба знайти, скільки кисню бракує:

19/2 * x моль O2 = 0,4 моль C6H14

x = (0,4 моль C6H14) / (19/2 моль O2) = 0,042 моль O2

Отже, в реакції згоряння гексану з браком кисню було використано 0,042 моль кисню. За рівнянням реакції видно, що 1 моль гексану утворює Y моль сажі. Тому маса сажі, яка утворилася, може бути визначена наступним чином:

Y моль C = 0,4 моль C6H14 - 6 моль CO2

Y = (0,4 моль C6H14 - 6 моль CO2) / 12 г/моль = 0,0233 г

Отже, маса сажі, яка утворилася при згоранні 0,4 моль гексану при недостачі кисню, дорівнює 0,0233 г

2. Для розрахунку маси 1,2-дихлоретану необхідно знати його молярну масу та кількість речовини, яка брала участь у реакції.

Молярна маса етану = 30 г/моль (212 г/моль + 61 г/моль)

Кількість речовини етану: n = V/P = 4,48 л / (0,1013 МПа * (273,15 + 25) K) = 0,177 моль (за умови н. у.)

З рівняння реакції видно, що на 1 моль етану утворюється 1 моль 1,2-дихлоретану, тому кількість речовини 1,2-дихлоретану також буде 0,177 моль.

Молярна маса 1,2-дихлоретану = 98,96 г/моль (235,45 г/моль + 212 г/моль)

Тому маса 1,2-дихлоретану дорівнює:

m = n * M = 0,177 моль * 98,96 г/моль = 17,5 г

Отже, маса 1,2-дихлоретану, який утворився при реакції етану з хлором, дорівнює 17,5 г.

3. Рівняння реакції сгорання пентану:

C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O

Коефіцієнти перед речовинами зберігають баланс реакції, тобто кількість атомів кожного елемента на лівому боці рівняння дорівнює кількості атомів того ж елемента на правому боці рівняння.

4. Записуємо збалансоване рівняння реакції повного згорання пропану:

C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

За стехіометрією реакції бачимо, що 1 моль пропану потребує 5 молей кисню, тобто на 4,8 моль пропану потрібно 24 молей кисню. Оскільки при повному згоранні утворилось 60 літрів вуглекислого газу (що за н.у. відповідає 2,69 молям), то для утворення цієї кількості CO2 було використано 1/3 моль пропану. Таким чином, на повну реакцію згоряння пропану витратилось:

24 моль кисню * 1/3 моля пропану = 8 моль кисню

Отже, об'єм кисню, який витратився на цю реакцію, можна визначити за його стандартним об'ємним співвідношенням, яке дорівнює 22,4 л/моль (за н.у.):

8 моль * 22,4 л/моль = 179,2 л кисню

Отже, на повну реакцію згоряння пропану витратилось 179,2 л кисню.

5. Записуємо збалансоване рівняння реакції повного згорання десяти молей алкану:

CnH2n+2 + (3n+1/2)O2 -> nCO2 + (n+1)H2O

За умовою задачі утворилось 1568 л вуглекислого газу (що за н.у. відповідає 70,2 молям) і 1440 г води (що за н.у. відповідає 80 молям). Таким чином, можна визначити кількість молей алкану, який згорів:

70,2 моль CO2 / n моль алкану = 80 моль H2O / (n+1) моль алкану

Розв'язуючи це рівняння, отримуємо n ≈ 5. Тому формула алкану має вигляд C5H12.