Химия

8 класс
Вопрос
Приготовленную в стехиометрическом отношении смесь паров метанола и кислорода подвергли каталитическому окислению, в результате чего образовался альдегид. До реакции смесь занимала объем 3 л при температуре $200^{\circ} C$ и давлении 800 мм рт. ст., а после реакции ее объем при температуре $150^{\circ} C$ и давлении 740 мм рт. ст. оказался равным 3,48 л. а. Напишите уравнение происходящей реакции окисления. б. Вычислите процентное содержание альдегида в смеси после окисления при исходных температуре и давлении.
Ответ


Окисление метанола в формальдегид протекает по уравнению

$CH_3OH + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow HCHO + H_2O$.

Из уравнения реакции следует, что приготовленная стехио-метрическая смесь при указанных условиях должна содержать 2 л паров метанола и 1 л кислорода. Если бы реакция проходила количественно, т. е. с выходом 100 %, то объем продуктов реакции в тех же условиях увеличился бы до 4 л. Реально объем продуктов реакции и исходных непроре-агировавших веществ в пересчете на начальные условия равен

$V_1 = \frac{V_2p_2T_1}{p_1T_2} = \frac{3,48 \cdot 740 \cdot 473}{800 \cdot 423} = 3,6$ л.

Если в соответствии с уравнением обозначить через $x$ объем прореагировавшего кислорода, то объем кислорода, не вступившего в реакцию, будет равен ($1 - x$), объем образовавшегося альдегида составит $2x$, объем паров воды - $2x$ и объем паров непрореагировавшего спирта ($2 - 2x) = 2 (1 - x)$.

Тогда объем образовавшихся веществ в пересчете на условия, одинаковые с исходными, запишется так:

$V_1 = 2 (1 - x) + (1 - x) + 2x + 2x = 3,6$ л, отсюда $x = 0,6$ л.

Объем паров образовавшегося альдегида $2х = 1,2$ л. Найдем процентное содержание альдегида в смеси после реакции:

$3,6 \: л - 100$ %,
$1,2 \: л - c_V$ %,
$c_V = 33,3$ %.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

На воздухе прокалили смесь нитрата кадмия и металлического кадмия. Масса продуктов реакции после охлаждения была равна массе исходной смеси. Вычислить процентное содержание исходной смеси.
8 класс Химия Средняя
Какой объем раствора хлорида натрия с массовой долей соли 20% и плотностью 1,15 г/мл надо прилить к 200 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей соли 0,07?
8 класс Химия Средняя
Какую массу г бертолетовой соли надо разложить термически, чтобы полученного кислорода хватило для полного сгорания 18 г глюкозы. Какой объем будет занимать газообразный продукт сгорания глюкозы при нормальных условиях?
8 класс Химия Средняя
Медь массой 12,8 г растворили в избытке концентрированной азотной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор, содержащий 18 г гидроксида натрия. Какие соли образовались в этом растворе? Вычислите количество вещества каждой соли.
8 класс Химия Средняя
Имеются два раствора перманганата калия, подкисленных серной кислотой. В один из них пропускают водород из аппарата Киппа, а в другой бросили несколько гранул цинка. Какой из этих растворов обесцветится первым?
8 класс Химия Средняя
Массовая доля кислорода в составе сложного эфира, образованного предельным одноатомным спиртом и предельной одноосновной карбоновой кислотой, равна 43,2 %. При взаимодействии 4,6 г спирта, входящего в состав эфира, с избытком натрия образуется 1,12 л (н.у.) Н2. Определите формулу кислоты, входящей в состав эфира.
8 класс Химия Средняя
Подкисленный серной кислотой раствор бихромата калия восстанавливали двуокисью серы, полученной при нагревании концентрированной серной кислоты с медью. Напишите уравнения соответствующих химических реакций и вычислите: а) количества бихромата калия, серной кислоты и меди, которые необходимо израсходовать, чтобы получить 28 г сульфата хрома; б) количество и объем израсходованного $SO_2$ (при давлении 74 см рт. ст. и температуре $23^{\circ} С$).
8 класс Химия Средняя
Как можно получить индивидуальные соли из содержащихся в растворе смесей: а) нитратов серебра и свинца, 6) хлоридов алюминия и железа (III), в) сульфатов меди и цинка? Для каждой пары солей предложить несколько способов разделения. Написать уравнения соответствующих реакций и указать условия их протекания.
8 класс Химия Средняя
Анализ газовой смеси показал, что она имеет следующий процентный состав (по массе): 8 % $SO_2$, 9,5 % $O_2$ и 82,5% $N_2$. Вычислите процентный состав этой газовой смеси по объему.
8 класс Химия Средняя
При обработке смеси гидроксида и гидрокарбоната калия избытком раствора соляной кислоты образовался хлорид калия массой 22,35 г и выделился газ объемом 4,48 $дм^{3}$ (н.у.). Рассчитайте состав исходной смеси ($\omega$, %).
8 класс Химия Средняя