Сколько литров (молей) водорода необходимо для гидрирования 20 л смеси углеводорода C4H8 и бутадиена-1,3 до бутана, если известно, что углеводород C4H8, содержащийся в исходной смеси, получим (с выходом 80%) дегидратацией 22.2 г спирта C4H9OH?

Химия 11 класс Гидрирование углеводородов гидрирование водород углеводороды смесь Бутан спирт расчет химия Молекулы выход дегидратация Новый

Для решения задачи нам необходимо пройти несколько шагов, чтобы определить, сколько литров (молей) водорода потребуется для гидрирования смеси углеводорода C4H8 и бутадиена-1,3 до бутана.

Шаг 1: Найдем количество углеводорода C4H8, который мы получим.

• Сначала нужно определить, сколько молей спирта C4H9OH содержится в 22.2 г.
• Молярная масса спирта C4H9OH равна:
  • 12 г/моль (углерод) * 4 + 1 г/моль (водород) * 10 + 16 г/моль (кислород) = 74 г/моль.
• Теперь найдем количество молей спирта:
  • Количество молей = масса / молярная масса = 22.2 г / 74 г/моль ≈ 0.3 моль.
• Согласно реакции дегидратации, 1 моль спирта C4H9OH дает 1 моль углеводорода C4H8. Поэтому мы получим 0.3 моль углеводорода C4H8.

Шаг 2: Учитываем выход реакции.

• Выход углеводорода C4H8 составляет 80%. Это значит, что фактически мы получим:
  • 0.3 моль * 0.8 = 0.24 моль C4H8.

Шаг 3: Определим, сколько водорода необходимо для гидрирования.

• Гидрирование C4H8 (алкена) и бутадиена-1,3 (C4H6) до бутана (C4H10) требует 2 моль водорода на 1 моль углеводорода.
• Итак, для 0.24 моль C4H8 нам нужно:
  • 0.24 моль * 2 = 0.48 моль водорода.
• Для бутадиена-1,3 (C4H6) также потребуется 2 моль водорода на 1 моль, то есть:
  • 0.24 моль * 2 = 0.48 моль водорода для C4H6.

Шаг 4: Рассчитаем общее количество водорода.

• Общее количество водорода = 0.48 моль (для C4H8) + 0.48 моль (для C4H6) = 0.96 моль водорода.

Шаг 5: Переведем моли водорода в литры.

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра.
• Следовательно, 0.96 моль водорода = 0.96 моль * 22.4 л/моль = 21.5 литра.

Ответ: Для гидрирования 20 л смеси углеводорода C4H8 и бутадиена-1,3 до бутана потребуется 21.5 литра водорода.