Химия
8 класс
Вопрос
Смесь бутена-2 и водорода (плотность по водороду 6,4) пропустили над платиновым катализатором, при этом реакция прошла с выходом 60%. Чему равна плотность по водороду полученной газовой смеси?
Ответ
Найдем сначала количественный состав исходной смеси. Пусть в ней содержалось $x$ моль $C_{4}H_{8}$ и $(1-x)$ моль $H_{2}$. Средняя молярная масса этой смеси равна
$M_{ср} = 56x + 2(1 - x) = 6,4 \cdot 2 = 12,8 г/моль$,
откуда $x = 0,2$. В исходной смеси было 0,2 моль бутена-2 и 0,8 моль водорода. В реакции гидрирования
$\overset{0,12}{C_{4}H_{8} } + \overset{0,12}{H_{2} } \leftrightarrow \overset{0,12}{C_{4}H_{10} }$
бутен-2 находится в недостатке, поэтому расчет ведем по нему. Выход реакции равен 60%; это означает, что в реакцию вступило $0,2 \cdot 0,6 = 0,12 моль$ бутена-2, 0,12 моль водорода, и образовалось 0,12 моль бутана.
В конечной смеси содержатся:
$\nu (C_{4}H_{8}) = 0,2 - 0,12 = 0,08 моль$;
$\nu (H_{2}) = 0,8-0,12 = 0,68 моль$;
$\nu (C_{4}H_{10}) = 0,12 моль$.
$M_{ср} = \frac{0,08 \cdot 56 + 0,68 \cdot 2 + 0,12 \cdot 58}{0,08 + 0,68 + 0,12} = 14,5 г/моль$.
Плотность конечной смеси по водороду равна $\frac{14,5}{2} = 7,25$.
Ответ. 7,25.