Для того чтобы решить данную задачу, нам необходимо провести цепочку реакций и проследить последовательность превращений веществ.
1. В начале у нас есть пропаналь (C3H6O). Задача состоит в том, чтобы превратить его в пропандиол-1,2 (C3H8O2) с помощью нескольких реакций.
2. Первая реакция, которую мы проводим, это реакция пропанала с водородом (H2) в присутствии платины (Pt). Эта реакция называется каталитическим гидрированием и превращает пропаналь в пропанол (C3H8O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
C3H6O + H2 → C3H8O
3. Следующий шаг - реакция пропанола с концентрированной серной кислотой (H2SO4). При этом происходит дегидратация, т.е. удаление воды из пропанола и образование пропена (C3H6). Уравнение реакции:
C3H8O → C3H6 + H2O
4. Затем пропен (C3H6) реагирует с бромидом водорода (HBr) и образует бромпропан (C3H7Br). Уравнение реакции:
C3H6 + HBr → C3H7Br
5. Наконец, бромпропан реагирует с гидроксидом калия (KOH) в присутствии спирта и образует пропандиол-1,2 (C3H8O2). Уравнение реакции:
C3H7Br + KOH → C3H8O2 + KBr
Таким образом, в результате всех реакций пропаналь превращается в пропандиол-1,2.
Для решения данной задачи можно пошагово записать все реакции, уравнения реакций и продукты каждой реакции. Это поможет школьнику лучше понять последовательность превращений и получить общее представление о химических реакциях.
Для того чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать соотношение стехиометрии реакции, которая описывает взаимодействие ацетилена и водорода для образования этана.
Уравнение реакции между ацетиленом (C₂H₂) и водородом (H₂) можно записать следующим образом:
C₂H₂ + 2H₂ -> C₂H₆
Из уравнения видно, что на одну молекулу ацетилена требуется 2 молекулы водорода для образования одной молекулы этана.
Теперь, чтобы найти объем этана, который можно получить, мы должны:
1. Найти количество молекул ацетилена (N₁) и водорода (N₂), используя их соответствующие объемы и уравнение Идеального газа:
N = (V * P) / (R * T)
где N - количество молекул, V - объем газа, P - давление, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Предположим, что давление и температура постоянны.
2. Найдите количество молекул этана (N₃), которое можно получить, умножив количество молекул ацетилена (N₁) на коэффициент стехиометрии (1) и учтите выход этана (Y):
N₃ = N₁ * 1 * Y
3. Найдите объем этана (V₃):
V₃ = N₃ * (R * T) / P
Теперь приступим к вычислениям.
1. Вычисление количества молекул ацетилена (N₁) и водорода (N₂):
Давайте предположим, что давление и температура постоянны и равны нормальным условиям (NTP): P = 1 атм, T = 273 K.
Таким образом, объем этана (н.у), который можно получить в результате взаимодействия 14 литров ацетилена и 20 литров водорода, при условии выхода этана 75%, составляет примерно 10.7 литров.
