Question

При гидрировании 20 л (н. у.) бутадиена образовалось 14 л (н. у.) бутана. Рассчитайте выход продукта реакции гидрирования. Какой объем водорода вступил в реакцию? ​

Answer 1

Для решения данной задачи, необходимо использовать соотношение между объемами газов из уравнения реакции гидрирования бутадиена:

C4H6 + H2 -> C4H10

Из данного уравнения следует, что на одну молекулу бутадиена требуется одна молекула водорода. Таким образом, расход водорода должен быть таким же, как и расход бутадиена.

Из условия задачи, известно, что объем бутадиена составляет 20 л (н.у.). Поэтому, расход бутадиена равен 20 л.

По условию задачи, образовалось 14 л бутана. Это значит, что объем продукта реакции составляет 14 л (н.у.).

Теперь, чтобы рассчитать выход продукта реакции гидрирования необходимо определить соотношение между объемами и количеством веществ.

Сначала определим количество веществ в бутадиене:

n(C4H6) = V(C4H6)/Vm(C4H6) = 20/22.414 = 0.892 моль

Здесь V(C4H6) - объем бутадиена в литрах, Vm(C4H6) - молярный объем бутадиена (22.414 л/моль - при нормальных условиях).

Так как по уравнению реакции требуется одна молекула бутадиена на одну молекулу водорода, количество веществ водорода будет таким же, как и в бутадиене, то есть 0.892 моль.

Теперь определим объем водорода, который вступил в реакцию:

V(H2) = n(H2) * Vm(H2) = 0.892 моль * 22.414 л/моль = 19.99 л.

Таким образом, объем водорода, который вступил в реакцию равен примерно 19.99 л (н.у.).

Выход продукта реакции гидрирования можно рассчитать по формуле:

Выход(%) = (V(продукта) / V(реагента)) * 100%

В данном случае:

Выход(%) = (14 л / 20 л) * 100% = 70%.

Таким образом, выход продукта реакции гидрирования составляет 70%.