Какую массу (г) 2-метилбутана можно использовать при повышенной температуре и в присутствии катализатора (Al2O3), чтобы

Skvoz_Podzemelya

53

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо провести расчеты с использованием химических уравнений и знания о молярных массах. Давайте начнем.

1. Определение химического уравнения:
Мы знаем, что 2-метилбутан (C₅H₁₂) может реагировать с помощью катализатора (Al₂O₃) при повышенной температуре, чтобы образовать алкадиен. Предположим, что алкадиен образуется согласно следующей реакции:
2C₅H₁₂ → C₈H₁₄ + C₆H₁₀

2. Расчет молярных масс:
Найдем молярные массы каждого соединения:
Молярная масса C₅H₁₂: 5 * Масса атомного С + 12 * Масса атомного H
= 5 * 12.01 г/моль + 12 * 1.01 г/моль
≈ 72.15 г/моль

Молярная масса C₈H₁₄: 8 * Масса атомного С + 14 * Масса атомного H
= 8 * 12.01 г/моль + 14 * 1.01 г/моль
≈ 110.23 г/моль

Молярная масса C₆H₁₀: 6 * Масса атомного С + 10 * Масса атомного H
= 6 * 12.01 г/моль + 10 * 1.01 г/моль
≈ 82.14 г/моль

3. Расчет количества вещества:
Теперь мы можем найти количество вещества (в молях) алкадиена, используя его массу и молярную массу:
n(алкадиен) = масса(алкадиен) / молярная масса(алкадиен)
= 54.4 г / 110.23 г/моль
≈ 0.494 моль

4. Соотношение реагентов:
Исходя из сбалансированного химического уравнения, мы видим, что 2 молекулы 2-метилбутана реагируют, чтобы образовать 1 молекулу алкадиена. Следовательно, количество вещества 2-метилбутана должно быть в два раза больше, чем количество вещества алкадиена.

n(2-метилбутана) = 2 * n(алкадиен)
= 2 * 0.494 моль
≈ 0.988 моль

5. Расчет массы:
Найдем массу 2-метилбутана, используя его количество вещества и молярную массу:
масса(2-метилбутана) = количество вещества(2-метилбутана) * молярная масса(2-метилбутана)
= 0.988 моль * 72.15 г/моль
≈ 71.24 г

Таким образом, чтобы получить 54.4 г алкадиена при повышенной температуре и в присутствии катализатора Al₂O₃, необходимо использовать примерно 71.24 г 2-метилбутана.