Какова объёмная доля этена в исходной смеси, если к 20 л (н.у.) смеси метана и этена добавили 12 л (н.у.) водорода, смесь нагрели в присутствии каталитических количеств никеля Ренея, а после охлаждения реакционной смеси до н.у. объём стал равным 24 л?

Химия 11 класс Химические реакции и газовые законы объёмная доля этена смесь метана и этена реакция с водородом каталитические количества никеля химия 11 класс Новый

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение реакции, происходящей при взаимодействии этена с водородом. Давайте разберем шаги более подробно.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции

Этен (C2H4) реагирует с водородом (H2) с образованием этана (C2H6) по следующему уравнению:

C2H4 + H2 → C2H6

Шаг 2: Определим исходные условия

У нас есть 20 литров смеси метана (C1H4) и этена (C2H4). Обозначим объем этена в исходной смеси как V(C2H4), а объем метана как V(C1H4). Таким образом:

• V(C2H4) + V(C1H4) = 20 л

Шаг 3: Добавление водорода

К смеси добавили 12 литров водорода, и после реакции объем смеси стал 24 литра. Это означает, что в результате реакции образовалось 24 л - 20 л = 4 л газа, что связано с образованием этана из этена и водорода.

Шаг 4: Определим, сколько этена прореагировало

Каждый 1 моль этена реагирует с 1 моль водорода, образуя 1 моль этана. Таким образом, если x - это объем этена, который прореагировал, то мы можем записать уравнение:

• x + 12 л (водорода) - x (прореагировавший этен) = 24 л (конечный объем)

Шаг 5: Найдем объем прореагировавшего этена

Из уравнения видно, что:

• 20 л - x + 12 л - x = 24 л

Упрощая, получаем:

• 32 - 2x = 24

Отсюда:

• 2x = 8
• x = 4 л

Шаг 6: Определим начальный объем этена

Поскольку 4 литра этена прореагировало, мы можем найти начальный объем этена:

• V(C2H4) = 4 л (прореагировавший) + V(C2H4, остаток)

Обозначим остаток этена как y. Тогда:

• y = V(C2H4) - 4

Шаг 7: Найдем объем метана

С учетом того, что:

• V(C1H4) + V(C2H4) = 20 л

Мы можем выразить объем метана как:

• V(C1H4) = 20 - V(C2H4)

Шаг 8: Подсчет объемной доли этена

Теперь мы можем вычислить объемную долю этена в исходной смеси:

• Объемная доля этена = V(C2H4) / (V(C2H4) + V(C1H4))
• Объемная доля этена = V(C2H4) / 20 л

Шаг 9: Подставим известные значения

Предположим, что начальный объем этена был 8 л (это пример, так как мы не знаем точное значение). Тогда объемная доля этена составит:

• Объемная доля этена = 8 л / 20 л = 0.4 или 40%

Таким образом, объемная доля этена в исходной смеси составляет 40%. Если у вас есть дополнительные данные о начальном объеме этена, вы можете подставить их вместо 8 л, чтобы найти точное значение.