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?

Химия Колледж Объемные отношения газов и закон Бойля-Мариотта объемная доля водорода Ацетилен этан химические реакции катализатор объем смеси химия 12 класс расчет объемов газовые реакции химические уравнения Новый

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:

• Общий объем исходной смеси (ацетилен + водород) = 120 мл.
• Объем смеси уменьшился на 40 мл после реакции. Это значит, что оставшийся объем смеси после реакции составляет 120 мл - 40 мл = 80 мл.

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:

• Объем ацетилена V(C2H2) = 40 мл (так как весь ацетилен превращается в этан, а объем смеси уменьшился на 40 мл).
• Объем водорода V(H2) = 120 мл - 40 мл = 80 мл.

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%.