Каково строение этиленового углеводорода, если для полного гидрирования 21 г этого вещества требуется 6,72 л водорода?

Для решения этой задачи нам понадобится знание о строении этилена и уравнении гидрирования. Этилен (C2H4) - это простой углеводород, состоящий из двух атомов углерода (C) и четырех атомов водорода (H).

Уравнение гидрирования этилена можно записать следующим образом:

C2H4 + H2 -> C2H6

Из уравнения можно видеть, что одна молекула этилена реагирует с одной молекулой водорода, образуя одну молекулу этана (C2H6), что является полным гидрированием этилена.

Дано, что для полного гидрирования 21 г этилена требуется 6,72 л водорода. Для решения задачи, давайте сначала найдем количество молекул этилена и водорода в реакции.

Молярная масса этилена (C2H4) равна:

\(2 \times 12.01 \, \text{г/моль} + 4 \times 1.008 \, \text{г/моль} = 28.05 \, \text{г/моль}\)

Молярная масса водорода (H2) равна:

\(2 \times 1.008 \, \text{г/моль} = 2.016 \, \text{г/моль}\)

Чтобы найти количество молекул этилена, мы можем использовать соотношение:

\(\text{количество молекул этилена} = \frac{\text{масса этилена}}{\text{молярная масса этилена}}\)

Подставляя значения в формулу, получим:

\(\text{количество молекул этилена} = \frac{21 \, \text{г}}{28.05 \, \text{г/моль}}\)

Вычисляя это, получаем:

\(\text{количество молекул этилена} \approx 0.749 \, \text{моль}\)

Теперь мы можем использовать уравнение гидрирования, чтобы определить количество молекул водорода, необходимое для полного гидрирования этилена. Из уравнения видно, что на одну молекулу этана (полностью гидрированного этилена) требуется одна молекула этилена и одна молекула водорода.

Таким образом, количество молекул водорода можно выразить следующим образом:

\(\text{количество молекул водорода} = \text{количество молекул этилена} = 0.749 \, \text{моль}\)

Теперь, чтобы выразить данный объем в литрах водорода, нам нужно знать его стандартные условия. Если предположить, что реакция происходит при стандартных условиях (0°C и 1 атм), то одна моль газа занимает приблизительно 22,4 литра.

Следовательно, объем водорода в литрах можно выразить следующим образом:

\(\text{объем водорода} = \text{количество молекул водорода} \times \text{объем одной молекулы при стандартных условиях}\)

Подставляя значения, получаем:

\(\text{объем водорода} = 0.749 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль}\)

Вычисляя это, получаем:

\(\text{объем водорода} \approx 16.77 \, \text{л}\)

Очень важно отметить, что для точного решения задачи нам необходимо знать условия, при которых производится гидрирование. В противном случае, результаты могут отличаться. Также следует помнить, что это предполагает, что реакция проходит полностью, не оставляя никаких реакционных продуктов.