Question

ДАЮ 50 БАЛЛОВ Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4 → СН3Br → C2H6 → C2H4 → C2H2 → C6H6. Укажите условия их протекания. Какой объем ацетилена (н.у.) можно получить из 130 кг технического карбида кальция, содержащего 80% СаС2?

Answer 1

1)

СН₄ + Br₂=hν ⇒ CH₃Br + HBr

2СН₃Br + 2Na ⇒ C₂H₆ + 2NaBr (реакция Вюрца)

С₂Н₆ =T,kat,P⇒ C₂H₄ + H₂

C₂H₄ =T,kat,P⇒ C₂H₂ + H₂

3C₂H₂ =450°C, C⇒ C₆H₆

2)

Дано:

m(тех СаС₂) = 130 кг

ω(СаС₂) = 80% или 0,8

Найти:

V(C₂H₂) - ?

Решение.

m(CaC₂) = 130 кг*0,8 = 104 кг

М(СаС₂) = 0,064 кг/моль

n(CaC₂) = m/M = 104 кг/0,064 кг/моль = 1625 моль

СаС₂ + 2Н₂О ⇒ С₂Н₂ + Са(ОН)₂

Из УХР видно, что n(С₂Н₂)=n(CaC₂) = 1625 моль

V(C₂H₂) = n(C₂H₂)*Vm = 1625 моль*22,4 л/моль = 36400 л = 36,4 м³

Ответ: 36,4 м³

Answer 2

Для осуществления превращений, представленных в цепочке реакций, нам понадобятся несколько шагов. Ниже приведены уравнения каждой реакции и условия их протекания:

1. СН4 → СН3Br: Реакция: CH4 + Br2 → CH3Br + HBr Условия: Фотохимический процесс с ультрафиолетовым излучением.

2. СН3Br → C2H6: Реакция: 2CH3Br + Mg → MgBr2 + C2H6 Условия: Реакция с магнием, проводимая при атмосферном давлении и комнатной температуре.

3. C2H6 → C2H4: Реакция: C2H6 → C2H4 + H2 Условия: Термический процесс при повышенной температуре (обычно выше 800 °C) и наличии катализатора.

4. C2H4 → C2H2: Реакция: C2H4 → C2H2 + H2 Условия: Термический процесс при очень высокой температуре (обычно выше 1000 °C) и наличии катализатора.

5. C2H2 → C6H6: Реакция: 3C2H2 → C6H6 Условия: Пиролиз (термическое разложение) ацетилена при высокой температуре и отсутствии воздуха.

Теперь давайте рассчитаем объем ацетилена, который можно получить из 130 кг технического карбида кальция, содержащего 80% CaC2:

1. Рассчитаем массу CaC2 в 130 кг: Масса CaC2 = 130 кг × 0.8 = 104 кг

2. Рассчитаем количество моль CaC2: Молярная масса CaC2 = 40.08 г/моль + 12.01 г/моль × 2 = 64.1 г/моль Количество моль CaC2 = 104 кг / 64.1 г/моль ≈ 1,623 моль

3. Рассчитаем количество моль C2H2 (ацетилена) по уравнению реакции: 3 моль C2H2 получаются из 1 моль CaC2 Таким образом, количество моль C2H2 = 1,623 моль × 3 ≈ 4,869 моль

4. Рассчитаем объем ацетилена (н.у.) при стандартных условиях (нормальное давление и температура): 1 моль газа занимает при н.у. объем около 22,7 литра Объем C2H2 (н.у.) = 4,869 моль × 22,7 л/моль ≈ 110,3 литра

Таким образом, из 130 кг технического карбида кальция, содержащего 80% CaC2, можно получить около 110,3 литра ацетилена при нормальных условиях.