Задача по химии После полного гидрирования смеси этана и пропина ее относительная плотность по водороду стала равна 20,6. Определите молярные соотношения этана и пропина в исходной смеси.
Давайте обозначим количество моль этана C2H6C2H6C2H6 как n1 n_1 n1, а количество моль пропина C3H6C3H6C3H6 как n2 n_2 n2.
Исходные вещества:
Этан C2H6C2H6C2H6 в процессе гидрирования не нуждается, а пропин C3H6C3H6C3H6 гидрируется по реакции: C3H6+H2→C3H8
C_3H_6 + H_2 \rightarrow C_3H_8 C3H6+H2→C3H8
Это значит, что на каждую моль пропина требуется 1 моль водорода для полной реакции.
Общее количество водорода:
У нас есть водород, необходимый для реакции с пропином. Считаем общее количество водорода в смеси: Общее количество водорода=2n1+2n2
\text{Общее количество водорода} = 2n_1 + 2n_2 Общееколичествоводорода=2n1+2n2Поскольку C3H6 требует дополнительный водород, нужно добавить 1 моль на каждую моль пропина: n2
\text{Поскольку } C_3H_6 \text{ требует дополнительный водород, нужно добавить 1 моль на каждую моль пропина: } n_2 ПосколькуC3H6требуетдополнительныйводород, нужнодобавить 1 мольнакаждуюмольпропина: n2
Итак: Общий водород до реакции =2n1+2n2+n2=2n1+3n2
\text{Общий водород до реакции } = 2n_1 + 2n_2 + n_2 = 2n_1 + 3n_2 Общийводороддореакции=2n1+2n2+n2=2n1+3n2
Продукты реакции:
После полной гидрирования пропина, у нас будет:Этан: n1 n_1 n1Пропан C3H8C3H8C3H8 из пропина: n2 n_2 n2
В итоге будет: Общее количество водорода в конце реакции: 2n1+3n2
\text{Общее количество водорода в конце реакции: } 2n_1 + 3n_2 Общееколичествоводородавконцереакции: 2n1+3n2
Относительная плотность по водороду: D=Масса смесиОбщее число моль × 2=20.6
D = \frac{\text{Масса смеси}}{\text{Общее число моль × 2}} = 20.6 D=Общеечисломоль × 2Массасмеси=20.6
Запись соотношений:
Мы можем записать уравнение для абсолютной плотности: D=30n1+44n22(n1+n2+n2)
D = \frac{30n_1 + 44n_2}{2(n_1 + n_2 + n_2)} D=2(n1+n2+n2)30n1+44n2
Подставим вместо D = 20.6 и решим находимых n1 n_1 n1 и n2 n_2 n2.
Давайте обозначим количество моль этана C2H6C2H6C2H6 как n1 n_1 n1 , а количество моль пропина C3H6C3H6C3H6 как n2 n_2 n2 .
Исходные вещества:
Этан C2H6C2H6C2H6 в процессе гидрирования не нуждается, а пропин C3H6C3H6C3H6 гидрируется по реакции:C3H6+H2→C3H8 C_3H_6 + H_2 \rightarrow C_3H_8
C3 H6 +H2 →C3 H8 Это значит, что на каждую моль пропина требуется 1 моль водорода для полной реакции.
Общее количество водорода:
У нас есть водород, необходимый для реакции с пропином. Считаем общее количество водорода в смеси:Общее количество водорода=2n1+2n2 \text{Общее количество водорода} = 2n_1 + 2n_2
Общее количество водорода=2n1 +2n2 Поскольку C3H6 требует дополнительный водород, нужно добавить 1 моль на каждую моль пропина: n2 \text{Поскольку } C_3H_6 \text{ требует дополнительный водород, нужно добавить 1 моль на каждую моль пропина: } n_2
Поскольку C3 H6 требует дополнительный водород, нужно добавить 1 моль на каждую моль пропина: n2
Итак:
Общий водород до реакции =2n1+2n2+n2=2n1+3n2 \text{Общий водород до реакции } = 2n_1 + 2n_2 + n_2 = 2n_1 + 3n_2
Общий водород до реакции =2n1 +2n2 +n2 =2n1 +3n2
Продукты реакции:
После полной гидрирования пропина, у нас будет:Этан: n1 n_1 n1 Пропан C3H8C3H8C3H8 из пропина: n2 n_2 n2В итоге будет:
Общее количество водорода в конце реакции: 2n1+3n2 \text{Общее количество водорода в конце реакции: } 2n_1 + 3n_2
Общее количество водорода в конце реакции: 2n1 +3n2
Молярная масса:
Молярная масса:Этан C2H6C2H6C2H6: 30 г/мольПропан C3H8C3H8C3H8: 44 г/мольОбщая масса полученных веществ:
30n1+44n2 30n_1 + 44n_2
30n1 +44n2
Относительная плотность:
Относительная плотность по водороду:D=Масса смесиОбщее число моль × 2=20.6 D = \frac{\text{Масса смеси}}{\text{Общее число моль × 2}} = 20.6
D=Общее число моль × 2Масса смеси =20.6
Запись соотношений: Мы можем записать уравнение для абсолютной плотности:
D=30n1+44n22(n1+n2+n2) D = \frac{30n_1 + 44n_2}{2(n_1 + n_2 + n_2)}
D=2(n1 +n2 +n2 )30n1 +44n2
Подставим вместо D = 20.6 и решим находимых n1 n_1 n1 и n2 n_2 n2 .
Упростив уравнение:
20.6∗[2(n1+n2+n2)]=30n1+44n2 20.6 * [2(n_1 + n_2 + n_2)] = 30n_1 + 44n_2
20.6∗[2(n1 +n2 +n2 )]=30n1 +44n2
Упростив это выражение, мы можем найти соотношение n1:n2 n_1 : n_2 n1 :n2 .
Далее решая полученное уравнение, мы можем определить соотношение молей этана и пропена в исходной смеси.
Давайте решим его. Для облегчения обозначений можно получить результат и записать графически или аналогично.