Question

Обчисліть кількість речовини, об'єм (н. у.) і масу етену, який можна добути з етанолу масою 2 кг, уміст домішок у якому дорівнює 4 %

Answer 1

Відповідь:2 кг етанолу з домішкою 4% містить 80 г домішок. Об'єм етанолу рівний 2 кг / 0.79 кг/л = 2.53 л. Кількість речовини можна вирахувати як 2.53 л * 6.022 * 10^23 молекул / л = 1.52 * 10^25 молекул. Маса етану може бути обчислена як 1.52 * 10^25 молекул * 28 г/молекула = 4.26 * 10^25 г, що дорівнює 4.26 * 10^25 г / 1000 г/кг = 42.6 т.

Пояснення:

Answer 2

Щоб обчислити кількість речовини, об'єм і масу етену, який можна добути з етанолу, ми використовуємо балансоване хімічне рівняння для реакції перетворення етанолу в етен:

\[ C_2H_5OH \rightarrow C_2H_4 + H_2O \]

За умовою, маса етанолу \( m_{\text{етанолу}} = 2 \ \text{кг} \) і вміст домішок \( \% \) дорівнює 4.

1. Розрахунок маси чистого етанолу:

Маса домішок в етанолі буде \( 4\% \) від маси етанолу.

\[ m_{\text{домішок}} = 0.04 \times m_{\text{етанолу}} \]

Тепер масу чистого етанолу можна знайти як різницю:

\[ m_{\text{чистий етанол}} = m_{\text{етанолу}} - m_{\text{домішок}} \]

2. Розрахунок кількості молекул етанолу:

Кількість молекул етанолу можна знайти, використовуючи Число Авогадро (\[ N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \ \text{молекул}^{-1} \)).

\[ \text{Кількість молекул} = \frac{m_{\text{чистий етанол}}}{\text{Маса молекули етанолу}} \times N_A \]

Де маса молекули етанолу \( C_2H_5OH \) дорівнює сумі мас атомів в молекулі, що можна знайти в періодичній системі.

3. Розрахунок кількості молекул етену:

Оскільки маса етанолу розкладається на масу етену і води, із балансованого рівняння видно, що масові співвідношення етанолу і етену 1:1.

Таким чином, маса етену буде такою ж, як маса чистого етанолу, і може бути визначена так:

\[ m_{\text{етен}} = m_{\text{чистий етанол}} \]

4. Розрахунок об'єму етену:

Для розрахунку об'єму використовуємо ідеальний газовий закон \( PV = nRT \), де \( P \) - тиск, \( V \) - об'єм, \( n \) - кількість молекул газу, \( R \) - універсальна газова стала, \( T \) - температура.

Оскільки \( n \) (кількість молекул) і \( R \) (універсальна газова стала) залишаються сталими, ми можемо записати \( V_1 / T_1 = V_2 / T_2 \), де індекси 1 та 2 відповідають початковому і кінцевому стану відповідно.

Також можемо використовувати рівняння стану \( PV = nRT \) для обчислення об'єму, оскільки \( n \) і \( R \) залишаються сталими.

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Значення тиску \( P \) і температури \( T \) повинні бути в одиницях, які використовуються в універсальному газовому законі.

Це загальна інструкція. Якщо у вас є конкретні значення для тиску і температури або конкретних умов, ви можете використати їх для більш точних обчислень.