Question

Объём ацетилена (л) (н.у.), можно получить из 240 кг карбида кальция, содержащего 20% примесей, если выход ацетилена составляет 90% от теоретически возможного

Answer 1

Ответ: V (C2H2) = 60,48 л.

Объяснение:

Дано: m смеси (CaC2) = 240 г; w(примесей) = 20% ; w выхода (C2H2) = 90% .

Найти: V(C2H2) = ?

Решение: 

1) Сначала следует написать уравнение реакции:

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

2) Теперь нужно найти массу чистого карбида кальция (CaC2), так как лишь это вещество будет вступать в реакцию, а его примеси - нет.

3) (w в.в. - w п. ) = 100% - 20% = 80%

m чистого (CaC2) = (w в.в. - w п. ) * m смеси (CaC2) = 240* 80% : 100%  = 192г      

4) Теперь необходимо найти количество вещества карбида кальция (CaC2), то есть количество моль:

Общая формула n = m / M; 

M(CaC2) = 40*1 + 12*2 = 64 г/моль

n(CaC2) = 192 г : 64 г/моль = 3моль.

5) Исходя из уравнения реакции видно, что количества вещества карбида кальция (CaC2) и ацетилена (C2H2) равны, так как соотношение в уравнении у них с друг другом равное (то есть 1:1), а значит n(C2H2) = 3 моль.

6) Найдем теоретический объем выхода ацетилена (C2H2) по формуле:

Общая формула n = V / Vm          

V(C2H2) = n * Vm = 3 моль * 22,4 л/моль = 67,2 л.          

7) Находим практический объем выхода ацетилена (C2H2) по формуле:

w = V п / V т * 100% 

V п = w * V т = 90%* 40,32 :100%  = 60,48 л.

Answer 2

Давайте разберёмся с этой задачей.

Сначала найдем массу чистого карбида кальция в данной смеси. Поскольку содержание примесей составляет 20%, то масса чистого карбида кальция будет равна 80% от массы всей смеси:

Масса чистого карбида кальция = 0.8 * 240 кг = 192 кг

Затем посчитаем количество молей чистого карбида кальция. Молярная масса CaC2 (карбид кальция) равна примерно 64 г/моль:

Количество молей = Масса / Молярная масса = 192 кг / 0.064 кг/моль ≈ 3000 моль

Теперь, реакция образования ацетилена (C2H2) из карбида кальция (CaC2) выглядит следующим образом:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Из уравнения видно, что на один моль карбида кальция приходится один моль ацетилена. Так как у нас есть 3000 молей карбида кальция, то мы можем получить такое же количество молей ацетилена.

Теперь учтем, что выход ацетилена составляет 90% от теоретически возможного количества. Таким образом, количество молей ацетилена, которое мы получим:

Количество молей ацетилена = 0.9 * 3000 моль = 2700 моль

Наконец, используем уравнение состояния идеального газа, чтобы связать количество молей с объемом:

V = n * V_m

где V - объем (л), n - количество молей, V_m - молярный объем (при нормальных условиях около 22.7 л/моль).

V = 2700 моль * 22.7 л/моль ≈ 61305 л

Таким образом, объем ацетилена, который можно получить из 240 кг карбида кальция, составляет примерно 61305 л (нормальные условия).