Дано:
- Относительная плотность смеси пропена (C3H6) и водорода (H2) по гелию составляет 3,2.
- После реакции относительная плотность газовой смеси по кислороду составляет 0,5.
Найти:
- Выход продукта реакции.
Решение:
1. Рассчитаем молекулярные массы газов:
- Молекулярная масса He = 4 г/моль
- Молекулярная масса O2 = 32 г/моль
- Молекулярная масса C3H6 = 42 г/моль
- Молекулярная масса H2 = 2 г/моль
2. Определим молекулярную массу смеси по гелию:
Относительная плотность смеси по гелию равна 3,2:
m = 3,2 * 4 г/моль = 12,8 г/моль
3. Определим состав смеси пропена и водорода.
Пусть x - доля пропена, тогда доля водорода будет (1 - x).
Тогда:
m = x * 42 + (1 - x) * 2 = 12,8
Это уравнение можно решить относительно x:
42x + 2 - 2x = 12,8
40x = 10,8
x = 10,8 / 40 = 0,27
Доля пропена x ≈ 0,27, следовательно, доля водорода (1 - x) ≈ 0,73.
4. Найдем относительную плотность полученной смеси по кислороду:
Относительная плотность по кислороду равна 0,5:
m' = 0,5 * 32 г/моль = 16 г/моль
5. Запишем уравнение реакции:
C3H6 + H2 → C3H8.
Состав смеси до реакции: 0,27 (C3H6) и 0,73 (H2).
Для полного превращения пропена нужно 1 моль H2 на 1 моль C3H6.
6. В реакцию пойдет 0,27 моль C3H6 и 0,27 моль H2.
Оставшаяся часть водорода будет:
0,73 - 0,27 = 0,46 моль H2.
7. Продуктом реакции будет пропан (C3H8):
На выходе получается 0,27 моль C3H8.
8. Теперь найдем молекулярную массу пропана:
ММ C3H8 = 3*12 + 8*1 = 36 + 8 = 44 г/моль.
9. Рассчитаем массу пропана:
m(C3H8) = 0,27 моль * 44 г/моль = 11,88 г.
Ответ:
Выход продукта реакции составил 11,88 г.