1) Какое количество литров водорода осталось после избытка? 2) Каков будет объем образованного этана? 3) Какой общий

В данной задаче рассмотрим реакцию между водородом (H₂) и этиленом (C₂H₄), при которой образуется этан (C₂H₆). Давайте посмотрим на каждый вопрос по отдельности:

1) Какое количество литров водорода осталось после избытка?
Для решения этого вопроса, необходимо знать начальные количества реагентов и их соотношение. Допустим, у нас было начальное количество водорода равное 10 литров, а соотношение водорода и этилена в реакции составляло 2:1. Если в реакции было потрачено 6 литров этана, то оставшийся в избытке водород можно найти следующим образом:

Сначала найдем количество моль этилена, используя соотношение 2:1. Поскольку было потрачено 6 литров этана, моль этана равняется:

\[
\text{{моль }} C_2H_6 = \frac{{\text{{объем этана}}}}{{\text{{молярная масса этана}}}}
\]

Молярная масса этана равна 30 г/моль, значит:

\[
\text{{моль }} C_2H_6 = \frac{{6 \text{{ л}}}}{{30 \text{{ г/моль}}}} = 0,2 \text{{ моль}}
\]

Так как соотношение водорода и этилена в реакции составляет 2:1, то моль этилена равно половине моль водорода:

\[
\text{{моль }} H_2 = 2 \times \text{{моль }} C_2H_6 = 2 \times 0,2 \text{{ моль}} = 0,4 \text{{ моль}}
\]

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), мы можем выразить количество водорода в литрах. Пусть финальный объем водорода равен V литрам:

\[
P \times V = n \times R \times T
\]

Где P - давление газа в системе, R - газовая постоянная, а T - температура в кельвинах. Предположим, что P, R и T неизменны. Заменив значения в уравнении, мы получим:

\[
V = \frac{{n \times R \times T}}{{P}} = \frac{{0,4 \times 0,0821 \cdot 298}}{{1}} \approx 9,7 \text{{ литров}}
\]

Таким образом, после избытка остается около 9,7 литров водорода.

2) Каков будет объем образованного этана?
Мы уже знаем, что количество моль этана равно 0,2 моль. Теперь мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы выразить объем этана:

\[
V_{C_2H_6} = \frac{{n_{C_2H_6} \times R \times T}}{{P}}
\]

Вставив значения и рассчитав:

\[
V_{C_2H_6} = \frac{{0,2 \times 0,0821 \cdot 298}}{{1}} \approx 4,9 \text{{ литра}}
\]

Таким образом, объем образованного этана составляет около 4,9 литра.

3) Какой общий объем газовой смеси будет после реакции?
Для определения общего объема газовой смеси после реакции, мы просто суммируем объемы газов в системе. В данном случае, общий объем газовой смеси будет равен сумме объема водорода и объема этана:

\[
V_{\text{{смесь}}} = V_{H_2} + V_{C_2H_6} = 9,7 \text{{ л}} + 4,9 \text{{ л}} = 14,6 \text{{ л}}
\]

Таким образом, общий объем газовой смеси составляет 14,6 литра.