Химия
8 класс
Вопрос
Один моль смеси пропена с водородом, имеющей плотность по водороду 15, нагрели в замкнутом сосуде с платиновым катализатором при 320∘C, при этом давление в сосуде уменьшилось на 25%. Рассчитайте выход реакции в % от теоретического. На сколько процентов уменьшится давление в сосуде, если для проведения эксперимента в тех же условиях использовать 1 моль смеси тех же газов, имеющей плотность по водороду 16?
Ответ
C3H8+H2↔C3H8.
Пусть ν(C3H6)=x,ν(H2)=1−x, тогда масса смеси равна 42x+2(1−x)=215=30, откуда x=0,7, т.е. ν(C3H6)=0,7,ν(H2)=0,3.
Давление уменьшилось на 25% при неизменных температуре и объеме за счет уменьшения на 25% числа молей в результате реакции. Пусть y моль H2 вступило в реакцию, тогда после реакции осталось: ν(C3H6)=0,7−y,ν(H2)=0,3−y,ν(C3H8)=y,νо6щ=0,75=(0,7−y)+(0,3−y)+y, откуда y=0,25. Теоретически могло образоваться 0,3 моль C3H8 (H2 - в недостатке), поэтому выход равен 0,250,3=0,833=83,3 % .
Константа равновесия при данных условиях равна:
Kν=ν(C3H8)ν(C3H6)⋅ν(H2)=0,250,45⋅0,05=11,1.
2) Пусть во втором случае ν(C3H6)=a,ν(H2)=1−a, тогда масса смеси равна 42a+2(1−a)=2⋅16=32, откуда a=0,75, т.е. ν(C3H6)=0,75,ν(H2)=0,25. Пусть в реакцию вступило b моль H2. Это число можно найти из условия неизменности константы равновесия:
Kν=ν(C3H6)ν(C3H6)⋅ν(H2)=b(0,75−b)(0,25−b)=11,1.
Из двух корней данного квадратного уравнения выбираем корень, удовлетворяющий условию: 0Общеечисломолейпослереакцииравно\nu_{общ} = (0,75-0,214) + (0,25 - 0,214) + 0,214 = 0,786,т.е.оноуменьшилосьна21,4Ответ.ВыходC_{3}H_{8}$ - 83,3%. Давление уменьшится на 21,4%.