Question

Для гидрирования 3,45 г смеси бутадиена и пропена необходим водород объемом 2,24 л (н. вычислите объемные доли газов в исходной смеси

Answer 1

Для решения этой задачи, нам необходимо воспользоваться равенством Больцмана-Булик, которое гласит:
P1/V1 = P2/V2

где P1 и V1 - давление и объем газа до реакции, P2 и V2 - давление и объем газа после реакции.

У нас дан объем водорода (V2) равный 2,24 л, а объем исходной смеси мы ищем (V1).

Далее, нам нужно определить объем веществ газов на основе их молярной массы и массы вещества.

1) Найдем количество молей водорода с помощью уравнения пропорций:
2 г / (2 г/моль) = 1 моль

Итак, у нас имеется 1 моль водорода.

2) Теперь найдем количество молей бутадиена и пропена по взаимно пропорциональности их коэффициентов в уравнении реакции.

Так как уравнение реакции не дано, я предположу, что реакция будет выглядеть следующим образом:

C4H6 + C3H6 -> C7H12

Уравнение реакции показывает, что 1 моль бутадиена и 1 моль пропена образуют 1 моль циклогексана.

Для нахождения количества молей бутадиена и пропена, нам нужно знать их объемные доли газов в смеси перед реакцией.

Поэтому, обозначим объем бутадиена как V3, а объем пропена как V4.
Тогда мы имеем: V1 = V3 + V4

3) Теперь, зная количество молей каждого газа и их молярную массу, мы можем найти их массы.
Молярная масса водорода (H2) - 2 г/моль

Молярная масса бутадиена (C4H6) - примерно 54 г/моль (C - 12 г/моль, H - 1 г/моль)

Молярная масса пропена (C3H6) - примерно 42 г/моль (C - 12 г/моль, H - 1 г/моль)

Масса водорода равна его количество молей, умноженному на его молярную массу:
m1 = 1 моль * 2 г/моль = 2 г

4) Зная общую массу смеси (3,45 г) и массу водорода (2 г), мы можем найти массу смеси бутадиена и пропена.

m(бутадиена + пропена) = общая масса смеси - масса водорода
m(бутадиена + пропена) = 3,45 г - 2 г = 1,45 г

5) Найдем количество молей бутадиена и пропена, зная их массу и молярную массу:

Количество молей бутадиена = масса бутадиена / молярная масса бутадиена
Количество молей пропена = масса пропена / молярная масса пропена

Количество молей бутадиена = 1,45 г / 54 г/моль ≈ 0,027 моль
Количество молей пропена = 1,45 г / 42 г/моль ≈ 0,034 моль

6) Найдем объемы бутадиена и пропена, зная их количество молей и объем исходной смеси:

V3 = (количество молей бутадиена / количество молей исходной смеси) * V1
V4 = (количество молей пропена / количество молей исходной смеси) * V1

V3 = (0,027 моль / (0,027 моль + 0,034 моль)) * V1
V4 = (0,034 моль / (0,027 моль + 0,034 моль)) * V1

7) Используя равенство для задачи, после подстановки величин, у нас получится следующее уравнение:

2 г/моль / 2,24 л = (0,027 моль / (0,027 моль + 0,034 моль)) * V1 / V1 + (0,034 моль / (0,027 моль + 0,034 моль)) * V1

Решая это уравнение, мы найдем значение V1, которым будет объем исходной смеси.

Таким образом, этот подробный подход позволяет нам решить задачу и определить объемные доли бутадиена и пропена в исходной смеси газов.