Какое количество бутадиена при гидрировании превратилось в бутан, если объем продукта составляет 14 л? Какой объем

Pushok_683

10

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые химические знания.

Бутадиен и водород реагируют с образованием бутана в присутствии катализатора. Это реакция гидрирования, в которой происходит добавление водорода к двойной связи бутадиена.

Сначала давайте выразим химическое уравнение для этой реакции:

\[C_4H_6 + H_2 \rightarrow C_4H_{10}\]

Из уравнения видно, что каждая молекула бутадиена (C₄H₆) реагирует с одной молекулой водорода (H₂) и образует одну молекулу бутана (C₄H₁₀).

Теперь у нас есть информация о объеме продукта (14 л). Мы хотим узнать, сколько бутадиена и водорода было использовано в реакции.

Для начала, нам нужно определить количество вещества бутана. Для этого воспользуемся уравнением и коэффициентами в уравнении реакции. Эти коэффициенты в уравнении показывают, что между бутадиеном и бутаном есть соотношение 1:1.

Теперь воспользуемся формулой для расчета количества вещества:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

где \(n\) - количество вещества, \(V\) - объем газа, \(V_m\) - молярный объем (условно 22.4 л/моль при стандартных условиях).

Мы знаем, что объем продукта (бутана) составляет 14 л. Следовательно, количество вещества бутана можно найти используя следующую формулу:

\[n_{\text{бутан}} = \frac{V_{\text{бутана}}}{V_m}\]

Подставим значения и найдем количество вещества бутана:

\[n_{\text{бутан}} = \frac{14}{22.4}\]

Теперь мы знаем количество вещества бутана, но поскольку соотношение между бутадиеном и бутаном в уравнении реакции 1:1, количество вещества бутадиена будет таким же:

\[n_{\text{бутадиена}} = n_{\text{бутана}} = \frac{14}{22.4}\]

Теперь перейдем к вычислению объема водорода, который был использован в реакции. Мы знаем, что соотношение между бутадиеном и водородом в уравнении реакции составляет 1:1.

Теперь применим такую же формулу, чтобы найти количество вещества водорода:

\[n_{\text{водорода}} = \frac{V_{\text{водорода}}}{V_m}\]

Мы не знаем объем водорода, поэтому обозначим \(V_{\text{водорода}}\) как неизвестное значение.

Так как соотношение между бутадиеном и водородом в уравнении реакции равно 1:1, количество вещества водорода будет таким же, как количество вещества бутадиена:

\[n_{\text{водорода}} = n_{\text{бутадиена}} = \frac{14}{22.4}\]

Теперь, используя ту же формулу, мы можем выразить \(V_{\text{водорода}}\):

\[V_{\text{водорода}} = n_{\text{водорода}} \cdot V_m\]

Подставим значения и найдем объем водорода:

\[V_{\text{водорода}} = \frac{14}{22.4} \cdot 22.4\]

Таким образом, количество бутадиена, превратившегося в бутан, будет составлять 14 л, и такое же количество водорода было использовано в реакции.

Надеюсь, это помогло вам понять задачу и решить ее! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.