Question

Плотность смеси а, состоящей из этилена, пропилена и водорода, при нормальных условиях равна ра г/л. пропуская эту смесь над никелевым катализатором, получают газовую смесь в. при каких значениях рд смесь в не будет обесцвечивать бромную воду? вычислите состав смеси а (в процентах по объему), если pa = 0,741 г/л, а рв — 1,176 г/л.

Answer 1

1.
если в смеси почти нет пропана, то плотность максимально 28/22,4 = 1,25
при плотности меньше этого значения при любых соотношениях пропана и этана  смесь В не будет обесцвечивать бромную воду
2.
возьмем 1 моль смеси
в ней х моль водорода
у моль этена
z моль пропена
x + y +z = 1
М1 =0, 741*22,4 = 16,6 г/моль
 М2 =1,176 *22,4 = 26,3 г/моль
cмесь В     x +y+z -y-z = x моль
в ней х-у-z моль водорода
у моль этана
z моль пропана
составим систему
2х + 28у + 42z = 16,6
(x-y-z)*2/x + 30y/x +44z/x =26,3
x=0,63, y = 0,01, z = 0,36
ответ: водород - 63%
этен - 1%
пропен - 36%

Answer 2

Если смесь B не обесц-т бромную воду, то в ней только C2H6 и C3H8 (или C2H6+C3H8+H2) - продукты полного гидр-я C2H4 и C3H6 и возм. изб. H2;

тогда в исх-й смеси A H2 должен быть в кол-ве равном или большем сумм. кол-ва C2H4 и C3H6;

поэтому можно рассм-ь 4 вар-а - по 2 на случай, когда H2 израсх-я полностью и на случай, когда H2 окажется в изб:

1a) (28*0.99+42*0.01+2*(0.99+0.01))/2 = 15.07 г/моль (pA = 15.07/22.4 = 0.673 г/л) - в смеси A преоб-т C2H4 (по срав. с C3H6);

1b) (28*0.01+42*0.99+2*(0.01+0.99))/2 = 21.93 г/моль (pA = 21.93/22.4 = 0.979 г/л) - в смеси A преоб-т C3H6 (по срав. с C2H4);

2a) (28*0.99+42*0.01+2*(0.99+0.01+0.01))/2.01 = 15 г/моль (pA = 15/22.4 = 0.67 г/л) - H2 в изб., в смеси A преоб-т C2H4 (по срав. с C3H6);

2b) (28*0.01+42*0.99+2*(0.01+0.99+0.01))/2.01 = 21.83 г/моль (pA = 21.83/22.4 = 0.97455 г/л) - H2 в изб., в смеси A преоб-т C3H6 (по срав. с C2H4);

т.о. можно сделать вывод, что при знач-х pA меньших либо равных 0.979 г/л, смесь B не будет обесцв-ь бромную воду;

М смеси B при pB = 1.176 г/л равна 1.176*22.4 = 26.3424 г/моль, что вне диапазона значений от 30 г/моль (чистый C2H6) до 44 г/моль (чистый C3H8), след-но, в смеси B - C2H6+C3H8+изб. H2;

пусть в смеси A - х моль C2H4 (М = 28 г/моль), y моль C3H6 (М = 42 г/моль) и z моль H2 (М = 2 г/моль), соотв-но в смеси B х моль C2H6 (М = 30 г/моль), y моль C3H8 (М = 44 г/моль) и z-x-y моль H2, по условию пол-м 2 равенства:

28*x+42*y+2*z/(x+y+z) = 0.741*22.4 = 16.5984 (1) и (30*x+44*y+2*(z-x-y))/z = 1.176*22.4 = 26.3424 (2), решая и упрощая кот-е, приходим к y = 1 моль, x = 0.03965427 моль, z = 1.771 моль;

в смеси A 0.03965427/(1+0.03965427+1.771) = 0.01411 или 1.411% C2H4, 1/(1+0.03965427+1.771) = 0.35579 или 35.579% C3H6 и 1.771/(1+0.03965427+1.771) = 0.6301 или 63.01% H2.