В чем заключается ошибка, если результат не совпадает с ответом? Какова степень превращения метана по реакции ch4=c2h2

Соня_7015

41

Давайте разберем задачу по шагам и определим, где была допущена ошибка.

У нас дана реакция: CH4 = C2H2 + H2, и объемная доля C2H2 в полученной смеси составляет 15%.

1. Данная реакция не является сбалансированной, поэтому давайте сначала сбалансируем её:

Для сбалансированной реакции нам нужно удостовериться, что количество каждого типа атомов справа и слева от знака равенства одинаково.

Правильная сбалансированная реакция будет выглядеть следующим образом: 2 CH4 = C2H2 + 2 H2.

2. Теперь давайте рассмотрим превращение метана по этой сбалансированной реакции.

Предположим, что у нас есть 1 моль (n(CH4) = 1 моль) метана, который прореагировал.

Из уравнения реакции следует, что количество диэтина (C2H2) и водорода (H2) будет равным количеству метана, так как коэффициенты перед ними равны 1.

Таким образом, n(H2) = n(C2H2) = 1 моль.

Общее количество метана после реакции будет составлять 1 моль + х моль, где "х" - количество метана, которое не прореагировало.

3. Теперь мы знаем, что объемная доля C2H2 в полученной смеси составляет 15%.

Объемная доля (V%) определяется путем деления объема соответствующего вещества на общий объем смеси и умножения на 100%.

В данном случае, объемная доля C2H2 составляет 15%, значит, объем C2H2 равен 0,15 * Vобщий.

Также мы знаем, что n(H2) = n(C2H2) = 1 моль.

При объемной доле C2H2 в 15%, объем C2H2 составляет 15% от общего объема смеси, что равно 0,15 * Vобщий.

Поскольку объемные доли равны молярным долям (при одинаковых условиях), мы можем записать следующее уравнение:

0,15 = 1 / (1 + 1 + х), где "х" - количество метана, которое не прореагировало.

4. Теперь давайте решим это уравнение и найдем значение "х".

Уравнение имеет вид: 0,15 = 1 / (2 + х).

Чтобы найти значение "х", мы можем инвертировать обе стороны уравнения и затем умножить на (2 + х):

(2 + х) * 0,15 = 1.

Раскроем скобки и упростим уравнение:

0,3 + 0,15х = 1.

Вычтем 0,3 с обеих сторон уравнения:

0,15х = 0,7.

Разделим обе стороны уравнения на 0,15:

х = 0,7 / 0,15.

Таким образом, получаем значение х = 4,6667 моль, что равно 4,67 моль (округлим до двух знаков после запятой).

5. Итак, если результат не совпадает с ответом, в чем заключается ошибка?

Ошибка заключается в предположении, что количество метана равно 1 моль. Мы не можем предполагать, сколько метана было изначально прореагировано. Поэтому вместо этого предположения, мы должны использовать переменную "х" для обозначения количества метана, которое не прореагировало.

Выполнив расчеты с использованием правильного уравнения, мы получаем значение "х" равное 4,67 моль, а не 2,3 моль.

Таким образом, степень превращения метана по данной реакции составляет 4,67 моль.

Надеюсь, это помогло вам понять, в чем заключалась ошибка и как правильно решить задачу! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.