Question

При пропускании смеси 8 г CH4 и 10 г паров H2O при 850°С над никелевым катализатором была получена газовая смесь объемом 38,08 дм3(н.у),который не изменился при её встряхивании с концентрированным водным раствором KOH.Рассчитайте объемные доли газов в полученной газовой смеси.(Ответ:5,9%(CH4);23,5%(СО);70,6%(Н2))

Answer 1

№8 §.51. Органика Врублевского

Answer 2

Для решения этой задачи нужно определить, какие газы были образованы в результате реакции между CH4 и H2O. Из условия задачи известно, что реакция проходит на никелевом катализаторе при 850°С. Пропущенная смесь состоит из метана (CH4) и водяного пара (H2O), а газовая смесь, полученная в результате реакции, не меняет свой объем при встряхивании с KOH.

Сначала рассмотрим реакцию между CH4 и H2O:

CH4 + H2O -> CO + 3H2

Из уравнения видно, что одна молекула метана (CH4) реагирует с одной молекулой водяного пара (H2O) и образует одну молекулу окиси углерода (CO) и три молекулы водорода (H2).

Масса CH4: 8 г Масса H2O: 10 г

Теперь найдем количество веществ каждого газа в полученной смеси.

Молярная масса CH4: 16 г/моль Молярная масса H2O: 18 г/моль

Количество веществ CH4: 8 г / 16 г/моль = 0,5 моль Количество веществ H2O: 10 г / 18 г/моль = 0,556 моль

Поскольку по уравнению реакции видно, что коэффициенты перед CH4 и CO равны 1, а перед H2 - 3, то газовая смесь будет состоять из одной молекулы CO и трех молекул H2. Объем CO будет равен объему CH4, а объем H2 будет равен трехкратному объему CH4.

Объем CH4: 38,08 дм3 Объем CO: 38,08 дм3 Объем H2: 3 * 38,08 дм3 = 114,24 дм3

Теперь можно рассчитать объемные доли каждого газа в газовой смеси.

Объемная доля CH4: (38,08 дм3 / 38,08 дм3) * 100% = 100% Объемная доля CO: (38,08 дм3 / 38,08 дм3) * 100% = 100% Объемная доля H2: (114,24 дм3 / 38,08 дм3) * 100% = 300%

Объемная доля каждого газа приводится к общему объему газовой смеси:

Объемная доля CH4: (100% / 500%) * 100% = 20% Объемная доля CO: (100% / 500%) * 100% = 20% Объемная доля H2: (300% / 500%) * 100% = 60%

Ответ: объемные доли газов в полученной газовой смеси составляют 20% для CH4, 20% для CO и 60% для H2.