Question

Сколько литров ацетилена, измеренного при температуре 300К и давлении 202 кПа образуется при взаимодействии с водой 230г карбида кальция по реакции: CaC₂+2H₂0=Ca(OH)₂+C₂H₂↑

Answer 1

Дано:

T = 300 К

p = 202 кПа = 202×10³ Па

m(CaC₂) = 230 гр

R = 8,31 Дж/моль×К

---------------------------------------------

Найти:

V(C₂H₂) - ?

Решение:

1) Запишем уравнение реакции:

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂↑

1 моль                                1 моль

2) Найдем сначала молекулярную массу карбида кальция:

M(CaC₂) = 40+12×2 = 40+24 = 64 гр/моль

3) Найдем сначала количество вещества карбида кальция, а потом и количество вещества ацетилена:

n(CaC₂) = m(CaC₂)/M(CaC₂) = 230 гр/64 гр/моль = 3,59 моль ≈ 3,6 моль

По уравнению реакции (1) там известно что количества молей в карбида кальция равняется тот же и ацетилен:

n(C₂H₂) = n(CaC₂) = 3,6 моль

4) Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона, именно по такому уравнению мы найдем объем ацетилена:

pV = m/M × RT ⇒ pV = nRT ⇒ V = nRT/p - объем ацетилена

V(C₂H₂) = n(C₂H₂)×R×T/p = 3,6 моль × 8,31 Дж/моль×К × 300 К / 202×10³ Па = 29,916 Дж/К × 300 К / 202×10³ Па = 8974,8 Дж/202×10³ Па ≈ 0,0444 м³ ≈ 44,4 л

Ответ: V(C₂H₂) = 44,4 л

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Дальтона для смесей газов и знать условия стандартных условий (обычно используется температура 273.15 К и давление 101.3 кПа) для стандартных объемных условий (STP).

Сначала давайте найдем количество молей карбида кальция (CaC₂) в 230 г карбида кальция:

Молярная масса CaC₂ = масса Ca + 2 * масса C = 40.08 г/моль + 2 * 12.01 г/моль = 64.10 г/моль

Количество молей CaC₂ = масса / молярная масса = 230 г / 64.10 г/моль ≈ 3.59 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль CaC₂ преобразуется в один моль ацетилена (C₂H₂). Таким образом, у нас есть 3.59 моль ацетилена, образующегося при реакции.

Теперь мы можем использовать закон Дальтона для нахождения объема ацетилена при стандартных условиях:

PV = nRT

где: P - давление (в данном случае, 202 кПа), V - объем ацетилена при стандартных условиях (что мы хотим найти), n - количество молей ацетилена (3.59 моль), R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T - температура (в данном случае, 300 K).

Давайте подставим значения и найдем V:

V = (nRT) / P V = (3.59 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 300 K) / (202 кПа * 1000 Па/кПа)

Обратите внимание, что мы перевели давление в паскали (Па) и молекулярную массу в килограммы (кг).

Рассчитываем V:

V ≈ 0.44 м³

Таким образом, при реакции 230 г карбида кальция при температуре 300 K и давлении 202 кПа образуется приблизительно 0.44 литра ацетилена при стандартных условиях (STP).