Question

Пары этаналя смешали с водородом в молярном от-, ношении 1: 2 при давлении 300 кПа и температуре 400 °С в замкнутом реакторе, предназначенном для синтеза этанола.После окончания процесса, давления газов в реакторе в неизменной температуре уменьшилось на 20 % . Определите объёмную долю паров этанола в реакционной смеси и процент превращения уксусного альдегида в этанол

Answer 1

Условное решение (в отсутствие сведений о фазовых состояниях H3CCHO и C2H5OH в зав-ти от T и P);

H3CCHO + H2 = C2H5OH;

пусть взято 1 моль H3CCHO и 2 моль H2, в р-ию вст-о х моль H3CCHO и х моль H2 с образ-м х моль C2H5OH;

замкнутый реактор и неизменная T означает, что V = const и T = const, поэтому изм-е P прямо проп-о изм-ю кол-ва в-ва в р-ии;

след-но, 1-x+2-x+x = (1+2)*(1-0.2), откуда х = 0.6 моль;

тогда объемная доля паров этанола = 0.6/((1+2)*(1-0.2)) = 0.25 или 25%, а процент прев-я альдегида в этанол = 0.6/1 = 0.6 или 60%.

Answer 2

Для решения данной задачи, необходимо использовать закон Дальтона для смеси идеальных газов.

Сначала определим количество веществ в исходной смеси этаналя и водорода. Пусть V1 - объем этаналя, V2 - объем водорода. Тогда V1/V2 = 1/2, что соответствует молярному отношению.

По закону Дальтона, давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа: P = P1 + P2, где P1 - парциальное давление этаналя, P2 - парциальное давление водорода.

Поскольку объемная доля паров этанола равна отношению парциального давления этанола к общему давлению, можно записать: x(этанол) = P1 / P.

Также известно, что давление газов в реакторе после окончания процесса уменьшилось на 20%. То есть, P' = 0.8P.

Таким образом, объемная доля паров этанола после процесса будет равна: x'(этанол) = P1 / P' = P1 / (0.8P).

Для определения процента превращения уксусного альдегида в этанол, необходимо знать начальное количество уксусного альдегида и конечное количество этанола.

Поскольку молярное отношение этаналя к уксусному альдегиду равно 1:1, можно сказать, что количество уксусного альдегида в начальной смеси равно количеству этаналя.

Пусть n - количество уксусного альдегида в начальной смеси. Тогда количество этанола в конечной смеси будет также равно n.

Таким образом, процент превращения уксусного альдегида в этанол можно определить по формуле: % превращения = (n - n') / n * 100%, где n' - количество уксусного альдегида в конечной смеси.

В данной задаче нам не дано количество уксусного альдегида, поэтому невозможно определить процент превращения.