Question

Сколько литров (н.у) водорода вступает в реакцию со смесью газов, состоящей из 30% этилена, 30% пропена и 40% бутена, массой 50 г?

Answer 1

1) C₂H₄+H₂=C₂H₆
2) C₃H₆+H₂=C₃H₈
3) C₄H₈+H₂=C₄H₁₀
Найдем массу этилена:
$m(C_2H_4)=m(X)*w(C_2H_4)=50*0,3=15$ г (где X - это масса смеси)
Найдем количество вещества этилена:
$n(C_2H_4)= \frac{m(C_2H_4)}{M(C_2H_4)} = \frac{15}{28} =0,536$ моль
n(C₂H₄)=n(H₂)=0,536 моль
Объем водорода в 1 уравнении равен:
$V(H_2)=n(H_2)*V_m=0,536*22,4=12$ л
Найдем массу пропена:
$m(C_3H_6)=m(X)*w(C_3H_6)=50*0,3=15$ г
Найдем количество вещества пропена:
$n(C_3H_6)= \frac{m(C_3H_6)}{M(C_3H_6)} = \frac{15}{42} =0,357$ моль
n(C₃H₆)=n(H₂)=0,357 моль
Объем водорода во 2 уравнении равен:
$V(H_2)=n(H_2)*V_m=0,357*22,4=8$ л
Найдем массу бутена:
$m(C_4H_8)=m(X)*w(C_3H_8)=50*0,4=20$ г
Найдем кол-во вещества бутена:
$n(C_4H_8)= \frac{m(C_3H_8)}{M(C_3H_8)} = \frac{20}{56} =0,357$ моль
n(C₄H₈)=n(H₂)=0,357 моль
Объем водорода в 3 уравнении равен:
$V(H_2)=n(H_2)*V_m=0,357*22,4=8$ л
Общий объем водорода равен:
$V(H_2)=12+8+8=28$ л
Ответ: 28 л

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно учитывать мольные соотношения в реакции между водородом и газовой смесью, представленной этиленом (C₂H₄), пропеном (C₃H₆), и бутеном (C₄H₈). Уравнение реакции для полного сгорания водорода можно записать следующим образом:

\[ aH_2 + bC_2H_4 + cC_3H_6 + dBu_4H_8 \rightarrow eH_2O + fCO_2 + gH_2O + hH_2O \]

Теперь определим коэффициенты \(a, b, c, d, e, f, g, h\) для балансировки уравнения реакции.

Уравнение сгорания водорода: \[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \]

Коэффициенты: \[ a = 2, \quad e = 2 \]

Уравнение сгорания этилена (C₂H₄): \[ C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O \]

Коэффициенты: \[ b = 1, \quad f = 2 \]

Уравнение сгорания пропена (C₃H₆): \[ C_3H_6 + 4.5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O \]

Коэффициенты: \[ c = 1, \quad g = 3 \]

Уравнение сгорания бутена (C₄H₈): \[ C_4H_8 + 6O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O \]

Коэффициенты: \[ d = 1, \quad h = 4 \]

Теперь найдем массу каждого компонента в газовой смеси. Массовая доля каждого газа в смеси указана в процентах.

Масса этилена (C₂H₄): \[ \text{Масса этилена} = \text{Масса смеси} \times \text{Доля этилена в смеси} \] \[ \text{Масса этилена} = 50 \, \text{г} \times 0.30 = 15 \, \text{г} \]

Аналогично, найдем массы пропена (C₃H₆) и бутена (C₄H₈).

\[ \text{Масса пропена} = 50 \, \text{г} \times 0.30 = 15 \, \text{г} \]

\[ \text{Масса бутена} = 50 \, \text{г} \times 0.40 = 20 \, \text{г} \]

Теперь, найдем количество молей каждого компонента, используя их молекулярные массы. Молекулярные массы: \[ M_{\text{H}_2} = 2 \, \text{г/моль} \] \[ M_{\text{C}_2H_4} = 28 \, \text{г/моль} \] \[ M_{\text{C}_3H_6} = 42 \, \text{г/моль} \] \[ M_{\text{C}_4H_8} = 56 \, \text{г/моль} \]

Количество молей: \[ n_{\text{H}_2} = \frac{\text{Масса водорода}}{M_{\text{H}_2}} \] \[ n_{\text{C}_2H_4} = \frac{\text{Масса этилена}}{M_{\text{C}_2H_4}} \] \[ n_{\text{C}_3H_6} = \frac{\text{Масса пропена}}{M_{\text{C}_3H_6}} \] \[ n_{\text{C}_4H_8} = \frac{\text{Масса бутена}}{M_{\text{C}_4H_8}} \]

После этого, выберем минимальное количество молей, которое участвует в реакции. Это количество будет определять, сколько молей водорода вступит в реакцию.

Теперь мы можем записать уравнение реакции с учетом найденных коэффициентов и решить задачу.

\[ 2n_{\text{H}_2} + n_{\text{C}_2H_4} + n_{\text{C}_3H_6} + n_{\text{C}_4H_8} \rightarrow 2n_{\text{H}_2}O + n_{\text{C}_2O_2} + 3n_{\text{H}_2O} + 4n_{\text{H}_2O} \]

У нас есть начальные данные:

\[ n_{\text{C}_2H_4} = \frac{15 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}} \approx 0.536 \, \text{моль} \] \[ n_{\text{C}_3H_6} = \frac{15 \, \text{г}}{42 \, \text{г/моль}} \approx 0.357 \, \text{моль} \] \[ n_{\text{C}_4H_8} = \frac{20 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} \approx 0.357 \, \text{моль} \]

Теперь выберем минимальное количество молей, которое равно \(0.357 \, \text{моль}\). Таким образом, это количество молей водорода, вступающих в реакцию.

Теперь найдем массу водорода:

\[ \text{Масса водор

Answer 3

Для того чтобы решить эту задачу, нужно знать молярные массы водорода (H2), этилена (C2H4), пропена (C3H6) и бутена (C4H8). Молярные массы данных веществ равны:

H2: 2 г/моль C2H4: 28 г/моль C3H6: 42 г/моль C4H8: 56 г/моль

Теперь нужно рассчитать количество вещества каждого газа в смеси по массе:

Массовая доля этилена: 30% Масса этилена = 30% * 50 г = 15 г Количество вещества этилена = масса этилена / молярная масса этилена = 15 г / 28 г/моль ≈ 0,54 моль

Массовая доля пропена: 30% Масса пропена = 30% * 50 г = 15 г Количество вещества пропена = масса пропена / молярная масса пропена = 15 г / 42 г/моль ≈ 0,36 моль

Массовая доля бутена: 40% Масса бутена = 40% * 50 г = 20 г Количество вещества бутена = масса бутена / молярная масса бутена = 20 г / 56 г/моль ≈ 0,36 моль

Теперь нужно определить, с каким количеством водорода будет взаимодействовать каждый газ. Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

H2 + C2H4 → C2H6 H2 + C3H6 → C3H8 H2 + C4H8 → C4H10

Из уравнений видно, что каждый молекула этилена (C2H4), пропена (C3H6) и бутена (C4H8) взаимодействует с двумя молекулами водорода (H2). Таким образом, количество водорода, необходимого для реакции с каждым газом, будет равно:

Количество водорода для этилена = 0,54 моль * 2 моль = 1,08 моль Количество водорода для пропена = 0,36 моль * 2 моль = 0,72 моль Количество водорода для бутена = 0,36 моль * 2 моль = 0,72 моль

Теперь можно рассчитать массу водорода, вступающего в реакцию с каждым газом, используя молярную массу водорода:

Масса водорода для этилена = количество водорода для этилена * молярная масса водорода = 1,08 моль * 2 г/моль = 2,16 г Масса водорода для пропена = количество водорода для пропена * молярная масса водорода = 0,72 моль * 2 г/моль = 1,44 г Масса водорода для бутена = количество водорода для бутена * молярная масса водорода = 0,72 моль * 2 г/моль = 1,44 г

Таким образом, масса водорода, вступающего в реакцию со смесью газов, составляет 2,16 г + 1,44 г + 1,44 г = 5,04 г.

Ответ: Масса водорода, вступающего в реакцию со смесью газов, составляет 5,04 г.