Какой количество водорода (н.у.) необходимо пропустить над углеродом с катализатором, чтобы получить 80 % выхода

Magicheskaya_Babochka

15

Для решения задачи мы используем метод стехиометрии. Пошаговое решение задачи выглядит следующим образом:

1. Сначала определим уравнение реакции, чтобы понять стехиометрию этой реакции. Уравнение реакции, когда водород взаимодействует с углеродом, выглядит следующим образом:

C + H₂ → CH₄

Из уравнения видно, что 1 моль углерода реагирует с 2 молями водорода, чтобы образовать 1 моль метана.

2. Допустим, что нам необходимо узнать количество водорода, необходимое для достижения 80% выхода продукта. Пусть x обозначает количество водорода в молях.

3. По определению 80% выхода продукта, мы можем сказать, что образуется 0.8 моль метана при реакции. Поскольку стехиометрическое соотношение между водородом и метаном равно 2:1, мы можем записать уравнение:

0.8 моль метана = x моль водорода

4. Решим уравнение для x:

0.8 моль / 1 моль = x моль / 2 моль

0.8 * 2 моль = x моль

x = 1.6 моль

Таким образом, нам необходимо пропустить 1.6 моль водорода над углеродом с катализатором, чтобы получить 80% выхода продукта.

5. Далее рассмотрим вторую часть задачи, связанную с поглощением образовавшегося газа и использованием раствора NaOH. Для этого рассчитаем массу NaOH.

Молярная масса NaOH = 22.99 г/моль (масса натрия) + 16 г/моль (масса кислорода) + 1.01 г/моль (масса водорода) = 40 г/моль

6. Разберемся с данными по раствору NaOH. Известно, что объем раствора составляет 205 мл и содержит 20% NaOH по массе. Это значит, что в 100 г раствора содержится 20 г NaOH.

7. Рассчитаем массу раствора NaOH, используя его плотность и объем:

Масса раствора NaOH = плотность * объем = 1.22 г/мл * 205 мл = 249.1 г

8. Рассчитаем массу NaOH в данном объеме раствора:

Масса NaOH = масса раствора * процент NaOH по массе = 249.1 г * 0.2 = 49.82 г

Таким образом, масса полученной кислой соли составит около 49.82 г.