Какой объем этилена (н.у.) можно получить дегидратацией 100 мл этилового спирта (плотность 0,8 г/мл), в котором массовая доля воды составляет 4%, если выход продукта реакции составляет 85% от теоретического? (с решением)

Химия 11 класс Реакции дегидратации и расчеты объемов газов объём этилена дегидратация этилового спирта 100 мл спирта массовая доля воды выход продукта реакции теоретический выход плотность 0,8 г/мл химические реакции решение задачи химия 11 класс Новый

Для решения задачи нам нужно определить, сколько этилена можно получить из 100 мл этилового спирта, учитывая его плотность, массовую долю воды и выход продукта реакции. Давайте разберем шаги решения по порядку.

Шаг 1: Определение массы этилового спирта

Сначала найдем массу 100 мл этилового спирта. Используя плотность, мы можем рассчитать массу следующим образом:

• Плотность этилового спирта = 0,8 г/мл
• Объем этилового спирта = 100 мл
• Масса = Плотность × Объем = 0,8 г/мл × 100 мл = 80 г

Шаг 2: Определение массы воды в спирте

Теперь рассчитаем, сколько из этой массы составляет вода:

• Массовая доля воды = 4% = 0,04
• Масса воды = Масса спирта × Массовая доля воды = 80 г × 0,04 = 3,2 г

Шаг 3: Определение массы безводного этилового спирта

Теперь найдем массу безводного этилового спирта:

• Масса безводного этилового спирта = Общая масса спирта - Масса воды = 80 г - 3,2 г = 76,8 г

Шаг 4: Определение количества молей безводного этилового спирта

Этиловый спирт (C2H5OH) имеет молярную массу:

• Молярная масса C2H5OH = (2 × 12) + (6 × 1) + (16) = 46 г/моль

Теперь рассчитаем количество молей безводного этилового спирта:

• Количество молей = Масса / Молярная масса = 76,8 г / 46 г/моль ≈ 1,67 моль

Шаг 5: Определение теоретического выхода этилена

Дегидратация этилового спирта происходит по реакции:

C2H5OH → C2H4 + H2O

Из 1 моля этилового спирта получается 1 моль этилена. Таким образом, теоретический выход этилена будет равен количеству молей безводного этилового спирта:

• Теоретический выход этилена = 1,67 моль

Шаг 6: Учет выхода продукта реакции

Поскольку выход продукта реакции составляет 85%, мы можем рассчитать фактический выход этилена:

• Фактический выход = Теоретический выход × Выход продукта = 1,67 моль × 0,85 ≈ 1,42 моль

Шаг 7: Определение объема этилена

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. Теперь можем рассчитать объем этилена:

• Объем этилена = Количество молей × Объем 1 моля = 1,42 моль × 22,4 л/моль ≈ 31,89 л

Ответ: Объем этилена, который можно получить дегидратацией 100 мл этилового спирта, составляет примерно 31,89 литра.