Номер 8, страница 157 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Получение и применение алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 8, страница 157.

Условие.

8. При гидрировании 20 л пропена образовалось 14 л пропана. Рассчитайте выход продукта реакции гидрирования и объём водорода, вступившего в реакцию. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(\text{C}_3\text{H}_6) = 20 \text{ л}$
$V_{\text{практ.}}(\text{C}_3\text{H}_8) = 14 \text{ л}$

Условия измерения объёмов газов одинаковые.

Найти:

$\eta(\text{C}_3\text{H}_8) - ?$
$V(\text{H}_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидрирования пропена. Пропен ($\text{C}_3\text{H}_6$) реагирует с водородом ($\text{H}_2$) с образованием пропана ($\text{C}_3\text{H}_8$):

$\text{C}_3\text{H}_6 + \text{H}_2 \rightarrow \text{C}_3\text{H}_8$

Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака, поскольку объёмы газов измерены при одинаковых условиях (одинаковые температура и давление), соотношение их объёмов равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

$V(\text{C}_3\text{H}_6) : V(\text{H}_2) : V(\text{C}_3\text{H}_8) = 1 : 1 : 1$

Выход продукта реакции гидрирования

2. Рассчитаем теоретический объём пропана ($V_{\text{теор.}}$), который мог бы образоваться, если бы весь исходный пропен (20 л) вступил в реакцию. Исходя из соотношения объёмов $1:1$ для пропена и пропана, теоретический объём пропана равен исходному объёму пропена:

$V_{\text{теор.}}(\text{C}_3\text{H}_8) = V(\text{C}_3\text{H}_6) = 20 \text{ л}$

3. Выход продукта (η) — это отношение практически полученного объёма к теоретически возможному, выраженное в процентах.

$\eta = \frac{V_{\text{практ.}}}{V_{\text{теор.}}} \cdot 100\%$

$\eta(\text{C}_3\text{H}_8) = \frac{14 \text{ л}}{20 \text{ л}} \cdot 100\% = 0,7 \cdot 100\% = 70\%$

Ответ: выход продукта реакции гидрирования равен 70%.

Объём водорода, вступившего в реакцию

4. Объём водорода, который вступил в реакцию, определяется по объёму фактически образовавшегося продукта (пропана), так как реагенты расходуются в строгом соответствии с количеством полученного продукта.

Из соотношения объёмов $V(\text{H}_2) : V(\text{C}_3\text{H}_8) = 1 : 1$ следует, что для образования 14 л пропана потребовался такой же объём водорода.

$V(\text{H}_2)_{\text{прореаг.}} = V_{\text{практ.}}(\text{C}_3\text{H}_8) = 14 \text{ л}$

Ответ: объём водорода, вступившего в реакцию, составляет 14 л.