1) Сколько литров водорода осталось в избытке? 2) Какой объем этана образовался? 3) Каков будет объем газовой смеси

Лазерный_Робот

59

Хорошо, давайте начнем с решения задачи.

Задача:
В реакционной колбе имеется 10 л водорода (H2) и 5 л этана (C2H6). После реакции в колбе образуется вода (H2O) и метан (CH4). Уравнение реакции:

C2H6 + 3H2 → 2CH4

Теперь приступим к решению каждого пункта по очереди.

1) Сколько литров водорода осталось в избытке?

Для этого нам нужно знать соотношение между количеством водорода (H2) и этана (C2H6) в реакции. Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу этана приходится 3 молекулы водорода.

Давайте переведем объемы водорода и этана в молярные объемы, используя их молярные массы. Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль, а молярная масса этана (C2H6) равна 30 г/моль.

10 л водорода * (1 моль H2 / 22,4 л) = 10/22,4 моль H2
5 л этана * (1 моль C2H6 / 22,4 л) = 5/22,4 моль C2H6

Теперь найдем, сколько молекул водорода требуется для реакции:
5/22,4 моль C2H6 * 3 моль H2 / 1 моль C2H6 = 15/22,4 моль H2

Так как у нас изначально было 10/22,4 моль H2 в избытке, а требовалось только 15/22,4 моль H2, остается 10/22,4 - 15/22,4 = -5/22,4 моль H2 в избытке.

Для перевода этого количества обратно в литры, умножим на молярный объем газа при стандартных условиях:
(-5/22,4 моль H2) * 22,4 л/моль = -5 л H2

Ответ: В избытке остается -5 литров водорода.

2) Какой объем этана образовался?

Из уравнения реакции видно, что на одну молекулу этана (C2H6) образуется 2 молекулы метана (CH4).

Поскольку у нас было 5/22,4 моль C2H6, то получим:
(5/22,4 моль C2H6) * 2 моль CH4 / 1 моль C2H6 = 10/22,4 моль CH4

Для перевода этого количества в литры, умножим на молярный объем газа при стандартных условиях:
(10/22,4 моль CH4) * 22,4 л/моль = 10 л CH4

Ответ: Образуется 10 литров метана.

3) Каков будет объем газовой смеси после реакции?

Из расчетов в пунктах 1 и 2 у нас осталось -5 л водорода и образовалось 10 л метана. Чтобы найти общий объем газовой смеси, сложим эти два значения:
-5 л + 10 л = 5 л

Ответ: Объем газовой смеси после реакции составит 5 литров.