Какова объемная доля водорода в исходной смеси, если смесь ацетилена и водорода объемом 120 мл была пропущена над нагретым катализатором, в результате чего весь ацетилен превратился в этан, а объем смеси уменьшился на 40 мл?
ХимияКолледжОбъемные отношения газов и закон Бойля-Мариоттаобъемная доля водородаАцетиленэтанхимические реакциикатализаторобъем смесихимия 12 классрасчет объемовгазовые реакциихимические уравнения
Для решения этой задачи нам нужно проанализировать химическую реакцию, которая происходит между ацетиленом (C2H2) и водородом (H2) с образованием этана (C2H6).
Реакция можно записать следующим образом:
C2H2 + 2H2 → C2H6
Теперь давайте разберем данные, которые у нас есть:
Теперь мы можем определить, сколько молей каждого газа было в исходной смеси. Обозначим объем ацетилена как V(C2H2),а объем водорода как V(H2).
Согласно уравнению реакции, на 1 объем ацетилена требуется 2 объема водорода, то есть:
V(C2H2) + V(H2) = 120 мл
V(C2H6) = V(C2H2) + V(H2) - 40 мл
После реакции весь ацетилен превращается в этан, и у нас остается только этан и водород. Поскольку мы знаем, что на 1 объем ацетилена требуется 2 объема водорода, мы можем записать:
V(C2H6) = V(C2H2) + V(H2) - 40 мл = V(C2H2) + 2V(C2H2) - 40 мл = 3V(C2H2) - 40 мл
Теперь мы можем выразить объем водорода через объем ацетилена:
V(H2) = 120 мл - V(C2H2)
Подставим это в уравнение для V(C2H6):
80 мл = V(C2H2) + (120 мл - V(C2H2)) - 40 мл
Упрощаем уравнение:
80 мл = 120 мл - 40 мл
Это уравнение верно, и теперь мы можем найти объемную долю водорода в исходной смеси.
Объем водорода в исходной смеси:
V(H2) = 120 мл - V(C2H2)
Теперь мы знаем, что:
Теперь мы можем найти объемную долю водорода в исходной смеси:
Объемная доля водорода = (V(H2) / (V(C2H2) + V(H2))) * 100%
Подставим значения:
Объемная доля водорода = (80 мл / 120 мл) * 100% = 66.67%
Таким образом, объемная доля водорода в исходной смеси составляет 66.67%.