Question

В газообразную смесь,состоящую из ацетилена и этана,объемом 60дм3(н.у) с присутствием катализатора добавили водород объёмом 18дм3(н.у).После полного завершения реакции объём смеси составил 62дм3(н.у).Рассчитайте массовую долю (%) этана в исходной смеси

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Объём смеси уменьшается на 60 + 18 - 62 = 16 дм³ только за счёт реакции 16:22,4 = 0,714 моль водорода с ацетиленом по уравнению C2H2 + 2H2 = C2H6. Тогда этана в исходной смеси содержалось 60 - 0,714*22,4/2 = 60 - 8 = 52 дм³, и его объёмная доля равна 52/60 = 0,867, или 86,7%.

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала определим стехиометрическое соотношение реакции между ацетиленом (C2H2) и водородом (H2):

C2H2 + 2H2 -> C2H6

Из уравнения видно, что один молекула ацетилена (C2H2) реагирует с двумя молекулами водорода (H2) для образования этана (C2H6).

Шаг 1: Определение количества молей реагентов. Найдем количество молей ацетилена (C2H2) в исходной смеси:

V1 = 60 дм3 (объем смеси ацетилена и этана) V2 = 18 дм3 (объем водорода)

Для всех газов нормальные условия (н.у.) предполагают температуру 0 °C и давление 1 атмосфера. Под нормальными условиями 1 моль газа занимает объем 22.71 дм3.

Таким образом, количество молей ацетилена (C2H2) в исходной смеси:

n(C2H2) = V1 / 22.71

А количество молей водорода (H2):

n(H2) = V2 / 22.71

Шаг 2: Определение количества молей продукта (этана, C2H6). Так как реакция полностью завершается, то количество молей продукта (этана) равно количеству молей ацетилена (C2H2), которые были в исходной смеси:

n(C2H6) = n(C2H2)

Шаг 3: Расчет массовой доли этана в исходной смеси. Для расчета массовой доли (процентного содержания) этана (C2H6) в смеси, нам нужно сравнить массы этана и всей смеси:

M(C2H6) = молярная масса этана = 2 * M(C) + 6 * M(H)

M(C) - атомная масса углерода, примерно 12.01 г/моль M(H) - атомная масса водорода, примерно 1.01 г/моль

M(C2H6) ≈ 2 * 12.01 + 6 * 1.01 ≈ 30.07 г/моль

Теперь, чтобы найти массовую долю этана в исходной смеси, используем формулу:

Массовая доля (%) = (масса этана / масса исходной смеси) * 100

Масса этана = n(C2H6) * M(C2H6)

Масса исходной смеси = (n(C2H2) + n(H2)) * M(общая смесь)

M(общая смесь) - масса 1 моль исходной смеси. Можно найти как M(C2H2) + M(H2).

Теперь можем рассчитать:

Масса этана = n(C2H6) * M(C2H6) = n(C2H2) * M(C2H6)

Масса исходной смеси = (n(C2H2) + n(H2)) * M(общая смесь) = (n(C2H2) + n(H2)) * (M(C2H2) + M(H2))

Массовая доля (%) = (масса этана / масса исходной смеси) * 100 = (n(C2H2) * M(C2H6) / ((n(C2H2) + n(H2)) * (M(C2H2) + M(H2)))) * 100

Подставим значения:

M(C2H2) ≈ 26.04 г/моль (масса 1 моль ацетилена) M(H2) ≈ 2.02 г/моль (масса 1 моль водорода)

n(C2H2) ≈ 60 дм3 / 22.71 дм3/моль ≈ 2.64 моль n(H2) ≈ 18 дм3 / 22.71 дм3/моль ≈ 0.79 моль

M(общая смесь) ≈ M(C2H2) + M(H2) ≈ 26.04 г/моль + 2.02 г/моль ≈ 28.06 г/моль

Массовая доля (%) ≈ (2.64 моль * 30.07 г/моль) / ((2.64 моль + 0.79 моль) * 28.06 г/моль) * 100 ≈ 44.34%

Таким образом, массовая доля этана в исходной смеси составляет примерно 44.34%.