Какова объемная доля (%) ацетилена (С2Н2) в газовой смеси при нагревании метана (СН4) до 1500°С, если выход продукта составляет 40%?

Химия 11 класс Химические реакции и стехиометрия объемная доля ацетилена газовая смесь нагрев метана выход продукта химические реакции температура 1500°C химия 11 класс расчет объемной доли ацетилен в газах химия для старшеклассников Новый

Для определения объемной доли ацетилена (C2H2) в газовой смеси при нагревании метана (CH4) до 1500°С, необходимо рассмотреть химическую реакцию, происходящую при пиролизе метана. Основные шаги, которые следует выполнить, включают:

1. Запись уравнения реакции: При нагревании метана происходит его разложение, в результате чего образуются различные углеводороды, включая ацетилен. Одно из уравнений, описывающее этот процесс, выглядит следующим образом:
• 2 CH4 → C2H2 + 3 H2
2. Определение выходов продуктов: В данной реакции из 2 моль метана образуется 1 моль ацетилена и 3 моль водорода. Таким образом, соотношение между метаном и ацетиленом составляет 2:1.
3. Расчет мольных долей: Если выход продукта составляет 40%, это означает, что из 100 моль метана, 40 моль превращается в продукты. Из них:
• 40 моль метана → 20 моль ацетилена (C2H2) и 60 моль водорода (H2).
4. Определение общего объема газов: Общий объем газов в смеси можно рассчитать, сложив количество образовавшихся моль:
• 20 моль C2H2 + 60 моль H2 = 80 моль газов.
5. Расчет объемной доли ацетилена: Объемная доля ацетилена в смеси определяется по формуле:
• Объемная доля C2H2 = (Количество C2H2 / Общее количество газов) * 100%
6. Подставляя значения:
• Объемная доля C2H2 = (20 моль / 80 моль) * 100% = 25%.

Таким образом, объемная доля ацетилена (C2H2) в газовой смеси при нагревании метана до 1500°С составляет 25%.