Question

Какой объем водорода (н.у.) нужен для полного гидрирования 40 г смеси пропена и бутана, в которой объемная доля пропена 60 %?

Answer 1

Пусть в смеси находится 0,6х моль пропена и 0,4х моль бутана
0,6х*42 +0,4х*58 = 40
х=0,83, в смеси 0,6*0,83 = 0,5 моль пропена
С₃Н₆ + Н₂ = С₃Н₈
нужно 0,5 моль водорода
V(Н₂) = 0,5* 22,4 = 11,2  л

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится баланс химической реакции гидрирования пропена и бутана. Гидрирование алкенов (в данном случае пропена) представляет собой реакцию с добавлением молекул водорода (H₂), в результате которой образуются алканы (в данном случае бутан). Реакция для гидрирования пропена выглядит следующим образом:

C₃H₆ + H₂ → C₄H₁₀

Из уравнения видно, что одна молекула пропена реагирует с одной молекулой водорода, образуя одну молекулу бутана.

Теперь давайте найдем молекулярные массы пропена и бутана:

• Молярная масса пропена (C₃H₆) = 3 * масса атома углерода + 6 * масса атома водорода = 3 * 12.01 г/моль + 6 * 1.01 г/моль = 42.08 г/моль
• Молярная масса бутана (C₄H₁₀) = 4 * масса атома углерода + 10 * масса атома водорода = 4 * 12.01 г/моль + 10 * 1.01 г/моль = 58.12 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество молей пропена и бутана в данной смеси:

• Масса пропена = 40 г * 0.6 (объемная доля пропена) = 24 г
• Масса бутана = 40 г * 0.4 (объемная доля бутана) = 16 г

Количество молей пропена: Моли = масса / молярная масса = 24 г / 42.08 г/моль ≈ 0.570 моль

Количество молей бутана: Моли = масса / молярная масса = 16 г / 58.12 г/моль ≈ 0.275 моль

Так как реакция гидрирования пропена является стехиометрический, то для полного гидрирования 0.570 моль пропена и 0.275 моль бутана потребуется равное количество молей водорода. Теперь мы можем рассчитать молекулярную массу водорода:

• Молярная масса водорода (H₂) = 2 * масса атома водорода = 2 * 1.01 г/моль = 2.02 г/моль

Теперь рассчитаем массу водорода, необходимую для реакции: Масса водорода = (0.570 моль + 0.275 моль) * 2.02 г/моль ≈ 1.207 г

Итак, для полного гидрирования 40 г смеси пропена и бутана потребуется приблизительно 1.207 г водорода при нормальных условиях (н.у.).