Question

Взаимодействием угарного газа с водородом получают некоторые алканы. Побочным продуктом этой реакции является вода. Обчислить объем угарного газа и водорода, необходимые для получения бутана объемом 2л

Answer 1

4CO + 9H₂ = C₄H₁₀ + 4H₂O

Для получения 2л бутана нужно 8л угарного газа и 18 л водорода.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо знать химическое уравнение реакции между угарным газом (метаном, CH4) и водородом (H2) для получения бутана (C4H10). Химическое уравнение для этой реакции выглядит следующим образом:

СH4 + 2H2 → C4H10

Из уравнения видно, что одна молекула метана (CH4) и две молекулы водорода (H2) реагируют, образуя одну молекулу бутана (C4H10) и воду (H2O).

Для вычисления объема угарного газа (метана) и водорода, необходимого для получения 2 литров бутана, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг 1: Рассчитать количество вещества (в молях) бутана, используя его объем и уравнение идеального газа:

V = n * R * T / P

Где: V - объем газа (в литрах) - 2 литра (для бутана). n - количество вещества (в молях) бутана, которое мы хотим получить. R - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 0.0821 л * атм / (моль * К)). T - температура (в Кельвинах) - предположим, что реакция происходит при комнатной температуре, 298 К. P - давление (в атмосферах) - предположим, что реакция происходит при нормальных условиях (1 атмосфера).

Шаг 2: Используя уравнение реакции, определить соотношение между молекулами угарного газа (метана) и водорода.

Шаг 3: Рассчитать количество вещества (в молях) угарного газа (метана) и водорода, исходя из соотношения в химическом уравнении.

Шаг 4: Рассчитать объемы угарного газа и водорода, используя уравнение идеального газа.

Давайте выполним расчеты:

Шаг 1: V (бутан) = 2 л T = 298 К P = 1 атм

n (бутан) = V / (R * T / P) = 2 / (0.0821 * 298 / 1) ≈ 0.027 моль

Шаг 2: Из уравнения реакции видно, что моль угарного газа (метана) и моль водорода находятся в соотношении 1:2.

Шаг 3: n (угарного газа) = 0.027 моль n (водорода) = 2 * n (угарного газа) = 2 * 0.027 ≈ 0.054 моль

Шаг 4: Теперь рассчитаем объемы угарного газа и водорода.

V (угарного газа) = n * R * T / P = 0.027 * 0.0821 * 298 / 1 ≈ 0.669 литра V (водорода) = 0.054 * 0.0821 * 298 / 1 ≈ 1.34 литра

Таким образом, для получения 2 литров бутана необходимо около 0.669 л угарного газа (метана) и 1.34 л водорода.