Какой объем водорода нужен для гидрирования альдегида массой 14,5 г, если массовые доли углерода, водорода и кислорода в нем составляют 62,1%, 10,3% и 27,6% соответственно?

Химия 11 класс Гидрирование органических веществ объём водорода гидрирование альдегида масса альдегида массовые доли углерода массовая доля водорода массовая доля кислорода химия 11 класс расчет объема газа химические реакции стехиометрия молекулярная формула химические соединения альдегиды водород в химии Новый

Для решения данной задачи необходимо сначала определить химическую формулу альдегида, исходя из его массовых долей компонентов. Затем, используя уравнение реакции гидрирования, мы сможем вычислить объем водорода, необходимый для реакции.

Шаг 1: Определение массы каждого элемента в альдегиде

Исходя из общей массы альдегида, равной 14,5 г, мы можем вычислить массу каждого элемента:

• Масса углерода (C): 14,5 г * 62,1% = 9,0045 г
• Масса водорода (H): 14,5 г * 10,3% = 1,4935 г
• Масса кислорода (O): 14,5 г * 27,6% = 4,002 г

Шаг 2: Определение количества молей каждого элемента

Теперь найдем количество молей каждого элемента, используя молярные массы:

• Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
• Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
• Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль

• Количество молей углерода: 9,0045 г / 12 г/моль = 0,7504 моль
• Количество молей водорода: 1,4935 г / 1 г/моль = 1,4935 моль
• Количество молей кислорода: 4,002 г / 16 г/моль = 0,2501 моль

Шаг 3: Определение формулы альдегида

Альдегиды имеют общую формулу CnH2nO, где n - количество углеродных атомов. В нашем случае, мы видим, что:

• Количество углерода (C): 0,7504 моль
• Количество водорода (H): 1,4935 моль
• Количество кислорода (O): 0,2501 моль

Исходя из соотношения, можно предположить, что n = 1, тогда формула альдегида будет C2H4O. Это соответствует этаналь (или ацетальдегид).

Шаг 4: Уравнение реакции гидрирования

Гидрирование альдегида происходит по следующему уравнению:

C2H4O + H2 → C2H6O

Из уравнения видно, что на 1 моль альдегида требуется 1 моль водорода. Шаг 5: Расчет объема водорода

Теперь, зная, что у нас 0,7504 моль альдегида, мы можем вычислить необходимое количество водорода:

• Количество водорода: 0,7504 моль H2

При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Следовательно, объем водорода будет равен:

• Объем водорода = 0,7504 моль * 22,4 л/моль = 16,81 л

Вывод:

Таким образом, для гидрирования альдегида массой 14,5 г потребуется примерно 16,81 литров водорода.