Необходимо проверить свой ответ с кем-то. Для гидрирования заданного количества бутана и циклобутана было использовано

Для решения этой задачи вам понадобятся следующие сведения.

1. Объемное соотношение газов в химической реакции определяется по коэффициентам распада и образования в уравнении реакции.
2. Закон Авогадро утверждает, что при одинаковых условиях температуры и давления один моль любого газа занимает одинаковый объем.

Исходя из данных задачи, у нас есть 2 литра углекислого газа \(CO_2\), образовавшегося при сгорании реакционных продуктов. Нам нужно найти объемные доли бутана и циклобутана.

Шаг 1: Найдем количество молей \(CO_2\), используя его объем и уточнение, что речь идет о стандартных условиях.
Используем уравнение 2 \(CO_2\) -> 2 CO + O2:
Чтобы получить 1 моль \(CO_2\), необходимо получить 1 моль \(CO\) и 0.5 моль \(O_2\).
Так как эта реакция происходит в 2 литрах, это объем \(CO_2\).

Теперь найдем количество молей \(CO_2\):
1 моль \(CO_2\) = 2 литра \(CO_2\)
\(x\) моль \(CO_2\) = 2 литра \(CO_2\)
\(x\) = 1 моль \(CO_2\)

Шаг 2: Рассмотрим гидрирование бутана и циклобутана с водородом.

Уравнение реакции гидрирования бутана (C4H10):
C4H10 + 2 H2 -> C4H8 + 2 H2O

Уравнение реакции гидрирования циклобутана (C4H8):
C4H8 + H2 -> C4H10

Шаг 3: Определим, какое количество молей бутана (\(C4H10\)) и циклобутана (\(C4H8\)) было использовано в реакции.

1 моль бутана (\(C4H10\)) дает 1 моль углекислого газа в уравнении горения
1 моль циклобутана (\(C4H8\)) дает 1 моль углекислого газа в уравнении гидрирования

Шаг 4: Найдем количество молей бутана (\(C4H10\)) и циклобутана (\(C4H8\)) в исходной смеси.

Обозначим количество молей бутана (\(C4H10\)) как \(n_1\) и количество молей циклобутана (\(C4H8\)) как \(n_2\).

Таким образом, количество молей углекислого газа (\(CO_2\)) можно представить следующим образом:

\(n_1\) молей \(C4H10\) -> \(n_1\) моль \(CO_2\)
\(n_2\) молей \(C4H8\) -> \(n_2\) моль \(CO_2\)

Шаг 5: Поскольку было использовано 200 мл водорода, мы можем использовать его объем для определения количества молей водорода, так как углеводороды обратно пропорциональны в уравнениях гидрирования.

Обозначим количество молей водорода (\(H2\)) как \(n_3\).

2 моля \(H2\) -> 1 моль \(CO_2\)
\(n_3\) моля \(H2\) -> \(x\) моль \(CO_2\)

Шаг 6: Теперь у нас есть два равенства для количества молей \(CO_2\):

\(n_1\) моль \(C4H10\) -> \(n_1\) моль \(CO_2\)
\(n_2\) моль \(C4H8\) -> \(n_2\) моль \(CO_2\)

2 моля \(H2\) -> 1 моль \(CO_2\)
\(n_3\) моля \(H2\) -> \(x\) моль \(CO_2\)

Шаг 7: Нам также известно, что объем \(H2\) равен 200 мл, или 0.2 литра.

С учетом закона Авогадро и того, что один моль газа занимает одинаковый объем при стандартных условиях, мы можем определить соотношения между молями газов и объемами газов.

1 моль \(CO_2\) -> 2 литра \(CO_2\)
\(n_1\) моль \(C4H10\) -> \(n_1\) моль \(CO_2\) -> \(n_1\) * 2 литра \(CO_2\)
\(n_2\) моль \(C4H8\) -> \(n_2\) моль \(CO_2\) -> \(n_2\) * 2 литра \(CO_2\)
\(n_3\) молей \(H2\) -> \(x\) моль \(CO_2\) -> \(x\) * 2 литра \(CO_2\)

Шаг 8: Найдем числовое значение молей каждого компонента.

Так как общий объем \(CO_2\) равен 2 литрам, и эта смесь углеводородов составляет 200 мл водорода, мы можем записать следующее уравнение:

\(n_1\) * 2 литра \(CO_2\) + \(n_2\) * 2 литра \(CO_2\) + \(n_3\) * 2 литра \(CO_2\) = 2 литра \(CO_2\)

Или

\(n_1\) + \(n_2\) + \(n_3\) = 1

Шаг 9: Теперь мы можем рассчитать объемные доли каждого компонента.

Обозначим объемную долю бутана (\(C4H10\)) как \(V_1\) и объемную долю циклобутана (\(C4H8\)) как \(V_2\).

\(V_1\) = \(\frac{{n_1 \cdot 2 \cdot 22.4}}{{n_1 + n_2 + n_3}}\) (используя закон Авогадро, где 1 моль газа занимает 22.4 литра при стандартных условиях)
\(V_2\) = \(\frac{{n_2 \cdot 2 \cdot 22.4}}{{n_1 + n_2 + n_3}}\)

Таким образом, вычислив с помощью формул, получаем:

\(V_1\) = \(\frac{{n_1 \cdot 2 \cdot 22.4}}{{n_1 + n_2 + n_3}}\)
\(V_2\) = \(\frac{{n_2 \cdot 2 \cdot 22.4}}{{n_1 + n_2 + n_3}}\)

Надеюсь, это подробное пошаговое решение поможет вам проверить свой ответ и понять, как решить данную задачу. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!