Каковы объемные соотношения газов в исходной смеси, если для гидрирования 3,45 г смеси бутадиена и пропена требуется

Пояснение: В данной задаче необходимо определить объемные соотношения газов в исходной смеси, используя данные о количестве реагентов и расходе газа при реакции.

Для решения задачи, мы должны использовать так называемый «объемный закон Шарля». Этот закон утверждает, что объем газа, участвующего в реакции, пропорционален его количеству вещества.

Итак, согласно данной задаче, мы имеем 3,45 г смеси бутадиена и пропена, которые гидрируются при помощи 2,24 л водорода.

Для подсчета объемных соотношений газов, нам необходимо установить соотношение между количеством вещества каждого газа. Для этого мы используем молярные массы газов и их удельные объемы.

Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль, молярная масса бутадиена (C4H6) равна 54 г/моль, а молярная масса пропена (C3H6) составляет 42 г/моль.

Теперь рассчитаем количество вещества каждого газа, используя следующие формулы:

Количество вещества = масса / молярная масса

Для бутадиена (C4H6):

n(C4H6) = 3,45 г / 54 г/моль = 0,064 моль

Для пропена (C3H6):

n(C3H6) = 3,45 г / 42 г/моль = 0,082 моль

Количество вещества водорода (H2) можно определить по уравнению реакции:

C4H6 + H2 → C4H10

Из уравнения реакции видно, что каждая моль бутадиена (C4H6) соответствует одной моли водорода (H2). Следовательно, количество вещества водорода (H2) равно:

n(H2) = 0,064 моль

И теперь мы можем рассчитать объемный коэффициент каждого газа, используя соотношение количества вещества и удельный объем:

Объемный коэффициент = Количество вещества / Удельный объем

Удельный объем для всех газов при нормальных условиях (0°C и 1 атм) составляет приблизительно 22,4 л/моль.

Объем бутадиена (C4H6):

V(C4H6) = n(C4H6) * 22,4 л/моль = 0,064 моль * 22,4 л/моль = 1,43 л

Объем пропена (C3H6):

V(C3H6) = n(C3H6) * 22,4 л/моль = 0,082 моль * 22,4 л/моль = 1,84 л

Объем водорода (H2):

V(H2) = n(H2) * 22,4 л/моль = 0,064 моль * 22,4 л/моль = 1,43 л

Таким образом, объемные соотношения газов в исходной смеси составляют:

Бутадиен : Пропен : Водород = 1,43 л : 1,84 л : 1,43 л

Совет: Чтобы лучше понять объемные соотношения газов, стоит проработать теорию газового состояния, включая законы Бойля-Мариотта, Шарля и Авогадро.

Упражнение: Смесь C2H4 и C2H6 горит в соотношении 2:5 с образованием CO2 и H2O. Каков объем CO2, выделившийся при сгорании 3 л смеси? (Предположим, что все реагенты полностью горят).