Question

Определить состав смеси в массовых долях,состоящих из ацетилена и этилена,если 4.1 грамм этой смеси присоединяют до полного насыщения 4.48 л водорода!Условия нормальные!

Answer 1

Решение в фотографии.

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо использовать уравнение химической реакции между ацетиленом (C2H2), этиленом (C2H4) и водородом (H2). Уравнение реакции:

\[C_2H_2 + 2H_2 \rightarrow C_2H_4\]

Из уравнения видно, что 1 моль ацетилена реагирует с 2 молями водорода и образует 1 моль этилена.

1. Рассчитаем количество молей водорода, присоединенного к данной смеси. Для этого используем уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где: - \(P\) - давление (в данном случае, нормальное давление, при условиях нормальных); - \(V\) - объем газа (в данном случае, 4.48 л); - \(n\) - количество молей водорода; - \(R\) - универсальная газовая постоянная (приближенно, 0.0821 л*атм/(моль*К)); - \(T\) - температура (при условиях нормальных принимается приближенно 273.15 K).

Рассчитаем количество молей водорода:

\[n = \frac{PV}{RT}\]

\[n = \frac{(1 \, \text{атм}) \times (4.48 \, \text{л})}{(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм}/(\text{моль} \cdot \text{К})) \times (273.15 \, \text{K})}\]

\[n \approx 0.2 \, \text{моль}\]

2. Согласно уравнению реакции, каждая моль ацетилена требует 2 моля водорода. Следовательно, количество молей ацетилена равно половине количества молей водорода:

\[n_{C_2H_2} = \frac{1}{2} \times n_{H_2}\]

\[n_{C_2H_2} = \frac{1}{2} \times 0.2 \, \text{моль} = 0.1 \, \text{моль}\]

3. Теперь, зная количество молей ацетилена, мы можем рассчитать массу ацетилена:

\[m_{C_2H_2} = n_{C_2H_2} \times M_{C_2H_2}\]

где: - \(m_{C_2H_2}\) - масса ацетилена; - \(n_{C_2H_2}\) - количество молей ацетилена; - \(M_{C_2H_2}\) - молярная масса ацетилена.

Молярная масса ацетилена (\(M_{C_2H_2}\)) равна сумме масс углерода и водорода в молекуле:

\[M_{C_2H_2} = 2 \times M_C + 2 \times M_H\]

где \(M_C\) - масса атома углерода, \(M_H\) - масса атома водорода.

\[M_{C_2H_2} = 2 \times 12.01 \, \text{г/моль} + 2 \times 1.01 \, \text{г/моль} = 26.03 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем рассчитать массу ацетилена:

\[m_{C_2H_2} = 0.1 \, \text{моль} \times 26.03 \, \text{г/моль} \approx 2.603 \, \text{г}\]

4. Масса этилена равна разнице между общей массой смеси и массой ацетилена:

\[m_{C_2H_4} = m_{\text{смеси}} - m_{C_2H_2}\]

\[m_{C_2H_4} = 4.1 \, \text{г} - 2.603 \, \text{г} \approx 1.497 \, \text{г}\]

Таким образом, состав смеси в массовых долях:

- Массовая доля ацетилена: \(\frac{m_{C_2H_2}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\%\) - Массовая доля этилена: \(\frac{m_{C_2H_4}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\%\)

Подставим значения:

- Массовая доля ацетилена: \(\frac{2.603 \, \text{г}}{4.1 \, \text{г}} \times 100\% \approx 63.5\%\) - Массовая доля этилена: \(\frac{1.497 \, \text{г}}{4.1 \, \text{г}} \times 100\% \approx 36.5\%\)

Таким образом, смесь состоит примерно из 63.5% ацетилена и 36.5% этилена.