Какой объем исходной смеси бутадиена и пропена содержит 3,45 г вещества при гидрировании, если для этой реакции требуется 2,24 л водорода?
Saveliy
Для решения задачи мы можем использовать пропорцию объёмов веществ, исходя из стехиометрического соотношения реакции гидрирования бутадиена и пропена с водородом.
Предположим, что исходная смесь состоит из \(x\) г бутадиена и \(y\) г пропена. Затем мы можем записать следующую пропорцию:
\[\frac{x}{y} = \frac{V_1}{V_2}\]
где \(x\) и \(y\) - количество вещества бутадиена и пропена соответственно, \(V_1\) - объем вещества газа-водорода, использованного при реакции, и \(V_2\) - объем исходной смеси бутадиена и пропена.
Из условия задачи мы знаем, что количество вещества, содержащееся в смеси, равно 3,45 г, а объем газа-водорода составляет 2,24 л. Мы также знаем молярную массу бутадиена и пропена, чтобы перевести массу в количество вещества.
Переведем массу в количество вещества, используя молярную массу:
\[n_{\text{в-ва}} = \frac{m_{\text{в-ва}}}{M_{\text{в-ва}}}\]
где \(n_{\text{в-ва}}\) - количество вещества, \(m_{\text{в-ва}}\) - масса вещества, и \(M_{\text{в-ва}}\) - молярная масса вещества.
Таким образом, мы можем записать уравнение для бутадиена и пропена:
\[n_{\text{бутадиена}} + n_{\text{пропена}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} + \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}} = 3,45\]
где \(m_{\text{смеси}}\) - масса смеси.
Теперь, используя стехиометрическое соотношение, полученное из уравнения реакции гидрирования, мы знаем, что каждый мол газа требует один молекулярный эквивалент вещества бутадиена и один молекулярный эквивалент вещества пропена.
Следовательно, проанализируем соотношение:
\[\frac{n_{\text{бутадиена}}}{n_{\text{водорода}}} = \frac{n_{\text{пропена}}}{n_{\text{водорода}}}\]
В нашем случае, согласно пропорции:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}}\]
Simplifying further, we have:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}}\]
Now, substituting the known values into the equation:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{2.24}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{2.24}{M_{\text{водорода}}}}\]
Considering that \(M_{\text{водорода}}\) cancels out on both sides, we can simplify the equation further:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{2.24} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{2.24}\]
Multiplying both sides by 2.24, we get:
\[\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}\]
Finally, rearranging the equation, we have:
\[\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}\]
Dividing both sides by \(m_{\text{смеси}}\), we get:
\[\frac{1}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{1}{M_{\text{пропена}}}\]
Now, solving for \(M_{\text{пропена}}\), we get:
\[M_{\text{пропена}} = \frac{M_{\text{бутадиена}} \cdot M_{\text{водорода}}}{M_{\text{бутадиена}}}\]
Substituting the known values, we have:
\[M_{\text{пропена}} = \frac{44.1 \text{ г/моль} \cdot 2.02 \text{ г/моль}}{44.1 \text{ г/моль}}\]
Simplifying further, we have:
\[M_{\text{пропена}} = 2.02 \text{ г/моль}\]
Now, we can substitute this value into the equation for the proportion of the mixture:
\[\frac{x}{y} = \frac{V_1}{V_2}\]
Substituting the known values, we have:
\[\frac{x}{y} = \frac{2.24 \text{ л}}{V_2}\]
To find the value of \(V_2\), we need to find the ratio of \(x\) to \(y\):
\[\frac{x}{y} = \frac{44.1 \text{ г/моль}}{2.02 \text{ г/моль}}\]
Simplifying the ratio, we have:
\[\frac{x}{y} = 21.79\]
Finally, substituting the ratio into the equation, we have:
\[21.79 = \frac{2.24 \text{ л}}{V_2}\]
To find \(V_2\), we can cross-multiply:
\[V_2 = \frac{2.24 \text{ л}}{21.79}\]
After performing the calculation, we find:
\[V_2 \approx 0.103 \text{ л}\]
Таким образом, объем исходной смеси бутадиена и пропена равен приблизительно 0,103 л.
Предположим, что исходная смесь состоит из \(x\) г бутадиена и \(y\) г пропена. Затем мы можем записать следующую пропорцию:
\[\frac{x}{y} = \frac{V_1}{V_2}\]
где \(x\) и \(y\) - количество вещества бутадиена и пропена соответственно, \(V_1\) - объем вещества газа-водорода, использованного при реакции, и \(V_2\) - объем исходной смеси бутадиена и пропена.
Из условия задачи мы знаем, что количество вещества, содержащееся в смеси, равно 3,45 г, а объем газа-водорода составляет 2,24 л. Мы также знаем молярную массу бутадиена и пропена, чтобы перевести массу в количество вещества.
Переведем массу в количество вещества, используя молярную массу:
\[n_{\text{в-ва}} = \frac{m_{\text{в-ва}}}{M_{\text{в-ва}}}\]
где \(n_{\text{в-ва}}\) - количество вещества, \(m_{\text{в-ва}}\) - масса вещества, и \(M_{\text{в-ва}}\) - молярная масса вещества.
Таким образом, мы можем записать уравнение для бутадиена и пропена:
\[n_{\text{бутадиена}} + n_{\text{пропена}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} + \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}} = 3,45\]
где \(m_{\text{смеси}}\) - масса смеси.
Теперь, используя стехиометрическое соотношение, полученное из уравнения реакции гидрирования, мы знаем, что каждый мол газа требует один молекулярный эквивалент вещества бутадиена и один молекулярный эквивалент вещества пропена.
Следовательно, проанализируем соотношение:
\[\frac{n_{\text{бутадиена}}}{n_{\text{водорода}}} = \frac{n_{\text{пропена}}}{n_{\text{водорода}}}\]
В нашем случае, согласно пропорции:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}}\]
Simplifying further, we have:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}}\]
Now, substituting the known values into the equation:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{\frac{2.24}{M_{\text{водорода}}}} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{\frac{2.24}{M_{\text{водорода}}}}\]
Considering that \(M_{\text{водорода}}\) cancels out on both sides, we can simplify the equation further:
\[\frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}}}{2.24} = \frac{\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}}{2.24}\]
Multiplying both sides by 2.24, we get:
\[\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}\]
Finally, rearranging the equation, we have:
\[\frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{m_{\text{смеси}}}{M_{\text{пропена}}}\]
Dividing both sides by \(m_{\text{смеси}}\), we get:
\[\frac{1}{M_{\text{бутадиена}}} = \frac{1}{M_{\text{пропена}}}\]
Now, solving for \(M_{\text{пропена}}\), we get:
\[M_{\text{пропена}} = \frac{M_{\text{бутадиена}} \cdot M_{\text{водорода}}}{M_{\text{бутадиена}}}\]
Substituting the known values, we have:
\[M_{\text{пропена}} = \frac{44.1 \text{ г/моль} \cdot 2.02 \text{ г/моль}}{44.1 \text{ г/моль}}\]
Simplifying further, we have:
\[M_{\text{пропена}} = 2.02 \text{ г/моль}\]
Now, we can substitute this value into the equation for the proportion of the mixture:
\[\frac{x}{y} = \frac{V_1}{V_2}\]
Substituting the known values, we have:
\[\frac{x}{y} = \frac{2.24 \text{ л}}{V_2}\]
To find the value of \(V_2\), we need to find the ratio of \(x\) to \(y\):
\[\frac{x}{y} = \frac{44.1 \text{ г/моль}}{2.02 \text{ г/моль}}\]
Simplifying the ratio, we have:
\[\frac{x}{y} = 21.79\]
Finally, substituting the ratio into the equation, we have:
\[21.79 = \frac{2.24 \text{ л}}{V_2}\]
To find \(V_2\), we can cross-multiply:
\[V_2 = \frac{2.24 \text{ л}}{21.79}\]
After performing the calculation, we find:
\[V_2 \approx 0.103 \text{ л}\]
Таким образом, объем исходной смеси бутадиена и пропена равен приблизительно 0,103 л.
Знаешь ответ?
О проекте
Мы такая же школота как ты ;)
Предметы
Русский язык- Математика
- Геометрия
- Музыка
- История
- Экономика
- Литература
- Алгебра
- Другие предметы
- Физика
- Информатика
- Обществознание
- География
- Немецкий язык
- Химия
- Английский язык
- Психология
- Українська мова
- Окружающий мир
- Биология
- Беларуская мова
- Қазақ тiлi
- Право
- ОБЖ
- Українська література
- МХК
- Французский язык
