1) What is the volume of the hydrogenation product if 200g of calcium carbide, containing 5% of impurities

Димон

22

Конечно, я помогу вам с решением этих задач. Давайте начнем с первой задачи.

1) Чтобы найти объем продукта гидрирования, нам нужно учесть несколько факторов. Для начала, нам нужно найти массу чистого карбида кальция.

Масса кальция в карбиде = 200 г * (100% - 5%) = 200 г * 95% = 190 г

Затем, мы должны учесть выход реакции. Данные говорят, что выход составляет 80%. Поэтому, масса продукта гидрирования будет:

Масса продукта гидрирования = Масса карбида кальция * Выход реакции = 190 г * 80% = 152 г

Для того чтобы найти объем продукта гидрирования, нам потребуется использовать условия стандартных физических условий (STP). На STP (Standard Temperature and Pressure) температура составляет 0°C (или 273.15 K), а давление - 1 атм.

Из закона идеальных газов, мы можем использовать формулу:

V = (масса газа * R * T) / (молярная масса газа * P)

Где:
V - объем газа,
масса газа - масса продукта гидрирования, которую мы только что посчитали,
R - универсальная газовая постоянная, примерно равная 0.0821 (л * атм) / (моль * К),
T - температура в Кельвинах,
молярная масса газа - масса одного моля газа,
P - давление.

Вы забыли указать температуру, поэтому я предположу, что это 273.15 K.

Молярная масса карбида кальция (CaC2) = молярная масса кальция (Ca) + молярная масса углерода (C) * 2
Молярная масса Ca = 40.08 г/моль, Молярная масса C = 12.01 г/моль

Молярная масса карбида кальция = 40.08 г/моль + 12.01 г/моль * 2 = 64.1 г/моль

Подставим значения в формулу и решим:

V = (152 г * 0.0821 л*атм/(моль*К) * 273.15 K) / (64.1 г/моль * 1 атм)

V ≈ 287 л

Таким образом, объем продукта гидрирования составляет около 287 л при условиях STP.

Перейдем к следующей задаче.

2) Чтобы решить задачу, нам сначала понадобится найти количество вещества ацетилена (C2H2) в стандартных условиях (STP).

Найдем количество вещества ацетилена:

n = V/Vm

Где:
n - количество вещества,
V - объем газа,
Vm - молярный объем (при STP Vm ≈ 22.4 л).

V = 10 л

n = 10 л / 22.4 л/моль ≈ 0.446 моль

Затем мы находим массу серебряного ацетиллида (AgC2H) с помощью уравнения баланса:

2 Ag2O + 2 C2H2 -> 2 AgC2H + H2O

Молярная масса Ag2O = 231.74 г/моль
Молярная масса AgC2H = молярная масса серебра (Ag) + масса одного мольного ацетилена (C2H2)
Молярная масса C2H2 = молярная масса углерода (C) * 2 + молярная масса водорода (H) * 2
Молярная масса Ag = 107.87 г/моль, Молярная масса C = 12.01 г/моль, Молярная масса H = 1.01 г/моль

Молярная масса C2H2 = 12.01 г/моль * 2 + 1.01 г/моль * 2 = 26.04 г/моль

Молярная масса AgC2H = 107.87 г/моль + 26.04 г/моль = 133.91 г/моль

Теперь можем найти массу серебряного ацетиллида:

Масса серебряного ацетиллида = количество вещества * молярная масса = 0.446 моль * 133.91 г/моль ≈ 59.79 г

Поэтому, масса серебряного ацетиллида, полученного из реакции ацетилена с оксидом серебра, составляет около 59.79 г при условиях STP.

Перейдем к последней задаче.

3) Чтобы решить эту задачу, нам необходимо найти количество вещества пропадиена (C3H4) и количество вещества генерируемого газа (CO2), а также массу образовавшейся соли (K2CO3).

Сначала найдем количество вещества пропадиена:

n = V/Vm

V = 4.48 л

n = 4.48 л / 22.4 л/моль ≈ 0.2 моль

Согласно уравнению реакции:

C3H4 + 6 KOH -> K2CO3 + 4 H2O + 2 K

Между пропадиеном и солями есть соотношение 1:1, поэтому количество вещества соли равно 0.2 моль.

Далее, нам нужно учесть, что раствор гидроксида калия содержит 40% KOH.

Масса гидроксида калия = 200 г * 40% = 80 г

Молярная масса KOH = 39.1 г/моль + 16.0 г/моль + 1.01 г/моль = 56.11 г/моль

Теперь мы можем найти количество вещества KOH (выраженное в молях):

n = масса гидроксида калия / молярная масса KOH = 80 г / 56.11 г/моль ≈ 1.43 моль

Учитывая это, видно, что нам нужно сделать преобразование избытка KOH в моль C3H4.

n(C3H4) - количество C3H4 (в молях)
n(KOH) - количество KOH (в молях)
1:1 - соотношение C3H4 и KOH

Поскольку мы имеем 1.43 моля KOH, и соотношение 1:1, то количество C3H4 также будет 1.43 моля.

Теперь мы можем найти количество вещества генерируемого газа (CO2). Из уравнения реакции известно, что каждый моль C3H4 превращается в 2 моля CO2. Значит, количество CO2 будет:

n(CO2) = 2 * количество C3H4 = 2 * 1.43 моль = 2.86 моль

Наконец, нам нужно найти массу соли (K2CO3). Масса K2CO3 будет равна количеству вещества (в моль) умноженной на молярную массу (в г/моль). Молярная масса K2CO3 = 39.1 г/моль * 2 + 12.01 г/моль + 3 * 16.0 г/моль = 138.21 г/моль.

Масса K2CO3 = количество вещества * молярная масса = 1.43 моль * 138.21 г/моль ≈ 197.57 г

Следовательно, масса образовавшейся соли (K2CO3) составляет около 197.57 г при выполнении реакции горения пропадиена и прохождения газа через раствор гидроксида калия.

Надеюсь, эти подробные объяснения помогут вам понять решение задач. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их.