Химия

При гидрировании этаналя образуется этанол:

$CH_{3}CHO + H_{2} \leftrightarrow C_{2}H_{5}OH$.

Пусть в исходной смеси содержалось х моль этаналя, $\nu (CH_{3}CHO) = x$, тогда, по условию, $\nu (H_{2}) = 2x$. Общее число молей газов равно $\nu_{1} = 3x$.

Реакция этаналя с водородом обратима. Пусть в эту реакцию вступает $y$ моль $CH_{3}CHO$, тогда водорода расходуется также $y$ моль, и образуется $y$ моль $C_{2}H_{5}OH$. В конечной смеси содержатся: $\nu (CH_{3}CHO) = x - y, \nu (H_{2}) = 2x - y, \nu (C_{2}H_{5}OH) = y$. Общее число молей газов равно $\nu_{2} = (x - y) + (2x - y) + y = 3x - y$.

По условию, давление в конечной смеси уменьшилось па 20% по сравнению с исходным. Поскольку температура в процессе реакции не изменяется, и объем реактора постоянен, то уменьшение давление вызвано только уменьшением числа молей газов. Таким образом, $\nu_{2} = 0,8 \cdot \nu_{1}$, или $3x - y = 0,8 \cdot 3x$, то есть $y = 0,6x$.

По закону Авогадро, объемная доля газа равна его мольной доле, поэтому объемная доля паров этанола равна: $\omega (C_{2}H_{5}OH) = \frac{y}{3x - y} = 0,25$, или 25%.

Процент превращения уксусного альдегида в этанол (т.е., практический выход этанола) равен $\frac{y}{x} = 0,6$, или 60%.
Ответ. 25% $C_{2}H_{5}OH$, процент превращения $CH_{3}CHO$ - 60%.