Каков процент выхода ацетилена при реакции 1000 м3 (н.у.) метана, в результате которой образуется 348 кг ацетилена?

Angelina_2863

37

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать соотношение между объемом газа и массой вещества, а также установить, какая масса ацетилена образуется при реакции метана.

Начнем с соотношения между объемом и массой газа. По закону требуемых объемов Гей-Люссака, при одинаковых условиях температуры и давления, объемы газов, участвующих в реакции, пропорциональны их коэффициентам стехиометрии. В данном случае у нас есть метан и ацетилен, и уравнение для реакции выглядит следующим образом:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Из уравнения видно, что для каждого мола метана образуется один моль ацетилена. Таким образом, коэффициент стехиометрии между метаном и ацетиленом равен 1.

Теперь мы можем использовать массу ацетилена и массу метана, чтобы найти процент выхода ацетилена. Для этого необходимо преобразовать массу метана в количество молей.

Масса метана:
М(metan) = 1000 м3 * плотность метана

Плотность метана можно найти в справочниках. Предположим, она равна 0.717 кг/м3.

М(metan) = 1000 м3 * 0.717 кг/м3 = 717 кг

Теперь мы можем найти количество молей метана:

n(metan) = М(metan) / М(metan), где М(metan) - молярная масса метана.

Молярная масса метана равна 16 г/моль.

n(metan) = 717 кг / 16 г/моль = 44.81 моль

Так как коэффициент стехиометрии между метаном и ацетиленом равен 1, то количество моль ацетилена также будет равно 44.81 моль.

Теперь мы можем найти массу ацетилена:

М(ацетилен) = n(ацетилен) * М(ацетилен), где М(ацетилен) - молярная масса ацетилена.

Молярная масса ацетилена равна 26 г/моль.

М(ацетилен) = 44.81 моль * 26 г/моль = 1165.06 г

Наконец, мы можем найти процент выхода ацетилена:

% выхода ацетилена = (М(ацетилен) / масса ацетилен, образованного при полном превращении метана) * 100

% выхода ацетилен = (348 кг / 1165.06 г) * 100 = 29.88%

Таким образом, процент выхода ацетилена при данной реакции составляет около 29.88%.