Question

имеется газообразная смесь угарного газа и водорода. Относительная плотность по гелию меньше 2,4. После пропускания смеси над нагретым катализатором образовался метанол с выходом 80%, а относительная плотность по гелию полученной газовой смеси стала больше 2,6. Укажите максимальное значение объемной доли в процентах водорода исходной газовой смеси в условиях опыта метанол - газ

Answer 1

Для решения данной задачи, необходимо использовать закон Дальтона о суммарном давлении газов.

Относительная плотность по гелию (D) можно выразить через отношение молярных масс газов:

D = (M_смеси/M_He),

где M_смеси - молярная масса газовой смеси, M_He - молярная масса гелия.

Из условия задачи известно, что D < 2,4. После пропускания смеси над нагретым катализатором образуется метанол (CH3OH) с выходом 80%. Значит, в полученной газовой смеси содержится 80% метанола.

Рассмотрим реакцию образования метанола из угарного газа (CO) и водорода (H2):

CO + 2H2 -> CH3OH.

Молярные массы газов:

M_CO = 28 г/моль, M_H2 = 2 г/моль, M_CH3OH = 32 г/моль.

После образования метанола, относительная плотность по гелию стала больше 2,6. Из этого можно сделать вывод, что молярная масса полученной газовой смеси (M_получ) стала больше 2,6*M_He.

Выразим M_получ через молярные массы газов и объемные доли:

M_получ = (0,8*M_CH3OH + 0,2*M_смеси).

Так как объемная доля водорода в исходной газовой смеси равна х, то объемная доля угарного газа будет (1-х).

M_смеси = (M_CO*(1-х) + M_H2*х).

Теперь можно записать неравенство для относительной плотности:

D = (M_получ/M_He) > 2,6.

Подставляя значения M_получ и M_смеси, получаем:

(0,8*M_CH3OH + 0,2*(M_CO*(1-х) + M_H2*х))/M_He > 2,6.

Решая это неравенство относительно х, можно найти максимальное значение объемной доли водорода в исходной газовой смеси в условиях опыта метанол - газ.

Однако, для полного решения задачи, необходимо знать значения молярных масс газового смеси и гелия, чтобы подставить их в полученное неравенство и найти значение х.