Номер 1.59, страница 42, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.59. Масса вещества, полученного при гидратации 44,8 л этилена (н. у.), равна

1) 46 г

2) 92 г

3) 23 г

4) 68 г

Дано:

Объем этилена $V(C_2H_4) = 44,8$ л (н. у.)

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4$ л/моль

$V(C_2H_4) = 44,8 \text{ л} = 44,8 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,0448 \text{ м}^3$
$V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3\text{/моль} = 0,0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

Массу полученного вещества $m(\text{продукта})$ - ?

Решение:

При гидратации этилена (реакция с водой) образуется этанол. Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

$C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H^+, t, p} C_2H_5OH$

1. Сначала определим количество вещества (число молей) этилена, исходя из его объема при нормальных условиях (н. у.). Формула для расчета:

$n = \frac{V}{V_m}$

где $n$ - количество вещества, $V$ - объем газа, $V_m$ - молярный объем газа при н. у., равный 22,4 л/моль.

Подставим известные значения:

$n(C_2H_4) = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2$ моль.

2. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между этиленом и этанолом составляет 1:1. Это означает, что из 1 моль этилена образуется 1 моль этанола.

$\frac{n(C_2H_4)}{1} = \frac{n(C_2H_5OH)}{1}$

Следовательно, количество вещества полученного этанола равно количеству вещества этилена:

$n(C_2H_5OH) = n(C_2H_4) = 2$ моль.

3. Теперь рассчитаем молярную массу этанола ($C_2H_5OH$), используя атомные массы элементов из периодической таблицы (C ≈ 12, H ≈ 1, O ≈ 16):

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot A_r(C) + 6 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O)$

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot 12 \text{ г/моль} + 6 \cdot 1 \text{ г/моль} + 1 \cdot 16 \text{ г/моль} = 24 + 6 + 16 = 46$ г/моль.

4. Наконец, найдем массу полученного этанола, используя формулу, связывающую массу, количество вещества и молярную массу:

$m = n \cdot M$

$m(C_2H_5OH) = n(C_2H_5OH) \cdot M(C_2H_5OH)$

$m(C_2H_5OH) = 2 \text{ моль} \cdot 46 \text{ г/моль} = 92$ г.

Таким образом, масса вещества, полученного при гидратации 44,8 л этилена, составляет 92 г, что соответствует варианту ответа 2).

Ответ: 92 г.