Дано: смесь СО(г) +Н₂(г)
Dсм(Не) < 2,4
η(СН₃ОН) (г) = 80 %
Dсм(Не) > 2,6
Найти: φ(Н₂)
Решение
Молярные массы: М(Не) = 4 г/моль; М(Н₂) = 2*1 = 2 г/моль; М(СО) = 12+16 = 28 г/моль; М(СН₃ОН) = 12+4+16 = 32 г/моль
1). Оценим состав смеси до реакции
Dсм(Не) = Мсм/М(Не) ⇒ Мсм = D * М(Не)
Мсм < 2,4 *4 ; ⇒ Мсм < 9,6 (г/моль)
28 *Х + 2*(1-Х) = (26Х + 2) (г/моль) молярная масса смеси
Х мольная доля угарного газа (она удобнее для вычислений) ⇒
(1 - Х) мольная доля водорода ⇒
28 * Х + 2 * (1 - Х) = 26Х + 2 молярная масса смеси
26Х + 2 < 9,6 ⇒ Х < (9,6-2)/26; Х < 0,2(923076)
СО + 2Н₂ (кат.)---> CН₃ОН
Согласно реакции соотношение СО : Н₂ = 1 : 2, т.е. мольная доля СО должна быть равна 1/3, но 1/3 > 0,2(923076), значит, водород в смеси в избытке и дальнейшие расчеты по СО
2) Оценим состав смеси после реакции
Выход спирта по условию 80% (или, что удобнее, 0,8), значит, по уравнению,
0,8 Х молей или 32*0,8Х = 25,6Х г образовалось метанола
0,8Х молей прореагировало угарного газа
Х - 0,8Х = 0,2Х молей или 28*02Х = 5,6 Х г осталось СО в смеси
0,8Х * 2 = 1,6Х водорода вступило в реакцию
(1-Х) - 1,6Х = (1 - 2,6Х) молей или 2*(1 - 2,6Х) = (2 - 5,2Х) г Н₂ осталось
0,2Х + 0,8Х + 1 - 2,6Х = (1 - 1,6Х) молей всего в смеси после реакции
(5,6Х + 25,6Х + (2 - 5,2Х))/(1 - 1,6Х) молярная масса смеси после реакции
(5,6Х + 25,6Х + (2 - 5,2Х))/(1 - 1,6Х) > 2,6 * 4 по условию
31,2Х -5,2Х + 2 > 10,4 * (1 - 1,6Х)
26Х + 16,64Х > 10,4 - 2
42,64Х > 8,4 ⇒
Х > 8,4/42,64 ; Х > ~ 0,197 ( значение округлено) уточненная доля СО в смеси
1 - Х < 1 - 0,197 ; 1 - Х < 0,803 (примерно)
3). Определение максимальной доли водорода в %
0,803 = 0,8943*100% = 80,3%
Т.о, максимальная мольная доля водорода в смеси не превышает 80 %. Поскольку в задании подчеркнуто, что все вещества - газы, то мольные доли равны объемным.
ответ: 80 %
выполнить задачи 12 и 16 как более сложные.
Объяснение:
12. Какая масса гидроксида меди (II) образуется при осаждении из раствора сульфата меди (II) массой 10 г с массовой долей примесей 5%
Решение задачи по химии как правило начинаем с написания уравнения реакции или схемы реакции. В нашем случае можно обойтись схемой
СuSO4 > Cu(OH)2
По условию задачи масса сульфата меди 10 г. По этот сульфат меди не чистый - он содержит 5% примесей. Сколько же остается чистого вещества? 100% - 5% = 95% или 0,95. Найдем массу чистого сульфата меди(2) : 10 г х 0,95 г = 9,5 г.
Мольную массу сульфата меди вычислим по формуле:
М(СuSO4) = 64 + 32 + 16х4 = 160 г/моль. Теперь, зная массу и мольную массу вещества найдем количества вещества сульфата меди 9,5 г : 160 г/моль = 0,059 моль (округленно)
Далее обращаем внимание что вся медь из сульфата меди перешла в состав гидроксида меди и мы имеем право записать
0,059 моль 0,059 моль
СuSO4 > Cu(OH)2
Вычислим по формуле мольную массу Сu(OH)2
МСu(OH)2 = 64 + (1 +16)х2 =98 г/моль.
Осталось найти массу гидроксида меди
m Cu(OH)2 = 98 г/моль х 0,059 моль = 5,8 г округленно
16. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 40 до 80 градусов, если температурный коэффициент принять равным 2.
Осталось разобраться что такое температурный коэффициент?
Это число, которое показывает во сколько раз увеличится скорость реакции при повышение температуры на каждые 10 градусов. где это число - 2. Теперь посмотрим на сколько градусов увеличилась температура Т2= 80°, Т1 = 40°
В целом температура возросла 40°. Сколько в этом числе десятков 4. Значит скорость реакции возросла 2 в 4 степени раз то есть в 16 раз. У вас в учебники должна быть формула для нахождения скорости реакции в зависимости от температуры