1863
358
471
всего задач:
всего разделов:
активных пользователей:
  Login: (регистрация)
  Пароль:
    

30 мартра 2005

Форумы снова функционируют.

21 декабря 2004

Видимо в связи с обнаруженными дырами в phpBB, форум был взломан, а через него взломано и всё остальное содержимое ceemat.ru. Всё кроме форума восстановлено, ведется дискуссия по поводу его сохранения.
Приносим извинения за неудобства.

29 сентября 2004

Форум обновился до версии 2.0.10

15 мая 2004

Новый раздел: "Программирование"

16 апреля 2004 года

Задачи Ярославского турнира математических боев — 124 задачи с решениями.

29 марта 2004

Таллинская викторина: занимательные вопросы и задачи для увлеченных химией.

Rambler's Top100

Костромской ЦДООШ СУНЦ МГУ - Школа им. А. Н. Колмогорова.\r\nОфициальный сайт

9 класс (10)

Промышленный шпион фирмы Х выкрал на фирме Y секретный газ, используемый в современной промышленности. Этот газ Z он доставил в лабораторию фирмы Х. Газ, принесенный в детском цветном полиэтиленовом шарике (масса оболочки 14,0 г), занимает объем 5,0 л при н.у. Для анализа шарик с газом поместили в сосуд объемом 60,0 л, заполненный кислородом при н.у. На случай сильной вспышки дно сосуда с шариком было покрыто слоем мокрого песка. При вскрытии шарика произошла вспышка. После охлаждения сосуда до 0 °С давление в нем оказалось равным 0,4383 атм.

В сосуде вскрыли заранее внесенную колбу с гидроксидом натрия, через 2 часа давление уменьшилось до 0,0650 атм и больше не менялось. Газ, оставшийся в сосуде после всех описанных операций, оказался кислородом. Никаких новых соединений на стенках и дне сосуда не обнаружено. Масса колбы с гидроксидом натрия увеличилась на 45,0 г. При расчетах объемом колбы с гидроксидом натрия можно пренебречь.

  1. Почему в сосуде не обнаружено новых соединений?
  2. Определите формулу газа Z.
  3. В какой отрасли промышленности может использоваться этот газ?

Ответ: 2. Si2H6.

1. В сосуде не обнаружено новых соединений, потому что продукты реакции либо поглотились полностью гидроксидом натрия, либо имеют тот же состав, что и мокрый песок, либо имеет место и то, и другое.

2. В колбе осталось 60 л · 0,0650 атм / 1 атм = 3,9 л (в пересчете на н.у.) кислорода. Оболочка шарика состояла из полиэтилена (C2H4)n. 14 г соответствуют одному молю фрагмента CH2 или половине моля мономера C2H4.

Реакцию горения полиэтилена можно условно записать так:

CH2 + 1,5O2 = CO2 + H2O

На 14 г полиэтилена ушло 1,5 моль кислорода, или 22,4 · 1,5 = 33,6 л. При горении образовалось 18 г воды и 44 г углекислого газа. Весь углекислый газ поглотился гидроксидом натрия. Увеличение массы колбы с NaOH не на 44, а на 45 г можно объяснить тем, что гидроксид натрия хорошо поглощает и пары воды, расплываясь на влажном воздухе.

После вспышки объем газов в колбе при н.у. составил 60 · 0,4383/1 = 26,3 л (в пересчете на н.у.). Если посчитать, что у нас должно быть 3,9 л кислорода и 22,4 л образовавшегося углекислого газа, то получится как раз 26,3 л. Отсюда следует, что в шарике объемом 5,00 л вообще не было газа!

С другой стороны, на сгорание полиэтилена ушло только 33,6 л кислорода, и его должно остаться 55 - 33,6 = 21,4 л, а не 3,9 л (в сосуде при н.у. было 55 л кислорода, так как 5 л занимал шарик). Следовательно, газ в шарике все-таки был, он сгорел, израсходовав 21,4 - 3,9 = 17,5 л кислорода.

Но куда могли деться продукты сгорания? Согласно п.1, они могли иметь тот же состав, что и мокрый песок на дне сосуда. Такие продукты сгорания может давать газ силан:

Х л — 17,5 л
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

Согласно этому уравнению горения, 17,5 л кислорода могли быть затрачены на сжигание Х = 17,5/2 = 8,75 л силана, но не 5 л. Предположим тогда, что в колбе был аналог этана дисилан Si2H6:

Х л — 17,5 л
Si2H6 + 3,5O2 = 2SiO2 + 3H2O

Согласно этому уравнению, 17,5 л кислорода потрачены на горение Х = 17,5/3,5 = 5 л дисилана.

Дисилан (газ с температурой кипения -15 °С), самовоспламеняется на воздухе. Он и был в шарике. Продукты его сгорания — диоксид кремния и вода — смешались с мокрым песком и потому не были обнаружены.

3. Этот газ может применяться в электронной промышленности для получения сверхчистого кремния — основы микросхем и процессоров, а также в производстве кремнийорганических полимеров.

 15 Февраля 2004     15:07 
Раздел каталога :: Ссылка на задачу