Question

При нагревании 12г углерода с избытком водорода в присутствии никеля было получено 15,68 л метана(н.у). Определить его выход(%)

Answer 1

2H2+C=CH4 (кат. Ni)

n(C)=m/M=12/12=1 моль
n(CH4)=V/Vm=15.68/22.4=0.7

Доля выхода: n(C)/n(CH4)*100%=0.7/1*100=70%

70%

Answer 2

Чтобы определить выход метана в процентах, мы можем воспользоваться химическим уравнением для реакции образования метана из углерода и водорода:

\[ C + 2H_2 \rightarrow CH_4 \]

Это уравнение показывает, что на один моль метана требуется один моль углерода и два моля водорода. Поскольку у нас есть 12 г углерода, нужно рассмотреть количество молей углерода и водорода.

1. Рассчитаем количество молей углерода: \[ \text{Молярная масса углерода (С)} = 12 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Моли углерода} = \frac{\text{Масса углерода}}{\text{Молярная масса углерода}} \]

\[ \text{Моли углерода} = \frac{12 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

2. Рассчитаем количество молей водорода: Так как на каждый моль метана требуется 2 моля водорода, то

\[ \text{Моли водорода} = 2 \times \text{Моли углерода} = 2 \, \text{моля} \]

3. Рассчитаем объем метана (нормальных условий):

Дано, что объем метана составляет 15,68 л. Это при нормальных условиях, что означает \(273 \, \text{K}\) и \(1 \, \text{атм}\) давления.

1 моль газа при нормальных условиях занимает приблизительно 22,4 литра. Таким образом,

\[ \text{Моли метана} = \frac{\text{Объем метана}}{22.4 \, \text{л/моль}} \]

\[ \text{Моли метана} = \frac{15,68 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,7 \, \text{моль} \]

4. Определяем выход метана в процентах:

Теперь можно определить выход метана в процентах, сравнив количество молей метана с начальным количеством молей углерода:

\[ \text{Выход метана (\%)} = \frac{\text{Моли метана}}{\text{Моли углерода}} \times 100 \]

\[ \text{Выход метана (\%)} = \frac{0,7 \, \text{моль}}{1 \, \text{моль}} \times 100 \approx 70\% \]

Таким образом, выход метана при данных условиях составляет приблизительно 70%.