Ацетилен объемом 10 дм3 (н. у.) смешали с водородом объемом 16 дм3 (н. у.). В результате реакции гидрирования в качестве единственного продукта образовался этилен, а объем смеси уменьшился на 6 дм3 (н. у.). Определите выход продукта реакции и объемные доли газов в полученной смеси
от

1 Ответ

Дано:
- Объем ацетилена (C2H2) = 10 дм3 (н. у.)
- Объем водорода (H2) = 16 дм3 (н. у.)
- Уменьшение объема смеси = 6 дм3 (н. у.)

Найти:
- Выход продукта реакции (объем этилена)
- Объемные доли газов в полученной смеси

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидрирования ацетилена:
   C2H2 + H2 → C2H4.

2. Определим общее количество реагентов:
   Начальный объем смеси = 10 дм3 + 16 дм3 = 26 дм3.

3. После реакции объем смеси уменьшился на 6 дм3, поэтому конечный объем смеси равен:
   Конечный объем смеси = 26 дм3 - 6 дм3 = 20 дм3.

4. Из уравнения реакции видно, что 1 моль ацетилена реагирует с 1 моль водорода для получения 1 моля этилена. Таким образом, каждая из молей ацетилена и водорода приводит к образованию 1 моля этилена.

5. Рассмотрим, сколько ацетилена и водорода прореагировало. Поскольку объемы газа прямо пропорциональны количеству вещества (при одинаковых условиях), то:
   - Ацетилен: x дм3
   - Водород: x дм3
   
   Тогда, так как водорода было 16 дм3, оставшийся объем водорода будет:
   Остаток H2 = 16 дм3 - x.

6. Общий объем после реакции:
   x + (16 - x) = 20 дм3.
   Это уравнение показывает, что весь ацетилен прореагировал, а часть водорода осталась. Таким образом, x = 10 дм3.

7. Теперь найдем, сколько этилена образовалось:
   Объем C2H4 = 10 дм3 (все количество ацетилена прореагировало).

8. Теперь определим остаточный объем водорода:
   Остаток H2 = 16 дм3 - 10 дм3 = 6 дм3.

9. Найдем выход продукта реакции:
   Выход C2H4 = (Объем C2H4 / Начальный объем ацетилена) * 100% = (10 дм3 / 10 дм3) * 100% = 100%.

10. Теперь найдем объемные доли газов в полученной смеси:
    Объемная доля C2H4 = Объем C2H4 / Конечный объем смеси = 10 дм3 / 20 дм3 = 0.5 или 50%.
    
    Объемная доля H2 = Остаток H2 / Конечный объем смеси = 6 дм3 / 20 дм3 = 0.3 или 30%.

Ответ:
Выход продукта реакции = 100%.
Объемные доли газов в полученной смеси:
- Объемная доля C2H4 = 50%.
- Объемная доля H2 = 30%.
от