Номер 4.39, страница 64, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.39. Смесь этилена с водородом пропустили через никеле-вый катализатор. Вычислите выделившийся объем этана, если в реакцию вступило 20 мл этилена (объемы газов измерены при нормальных условиях).

Дано:

$V(C_2H_4) = 20 \text{ мл}$

Условия: нормальные (н.у.)

Перевод в СИ:

$V(C_2H_4) = 20 \text{ мл} = 0,02 \text{ л} = 2 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

$V(C_2H_6) - ?$

Решение:

Смесь этилена с водородом пропустили через никелевый катализатор. Происходит реакция гидрирования этилена (этена) с образованием этана. Запишем уравнение реакции:

$C_2H_4\text{(г)} + H_2\text{(г)} \xrightarrow{Ni, t^\circ} C_2H_6\text{(г)}$

Все вещества, участвующие в реакции (этилен, водород, этан), являются газами. Согласно закону объемных отношений Гей-Люссака, объемы газов, вступающих в реакцию и образующихся в результате нее, относятся друг к другу как их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции (при условии, что объемы измерены при одинаковых температуре и давлении).

В задаче указано, что объемы измерены при нормальных условиях, поэтому закон применим.

Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед этиленом и этаном равны 1. Следовательно, их мольное соотношение равно 1:1.

$\nu(C_2H_4) : \nu(C_2H_6) = 1 : 1$

Поскольку для газов при одинаковых условиях объемные отношения равны мольным, можем записать:

$\frac{V(C_2H_4)}{1} = \frac{V(C_2H_6)}{1}$

Отсюда следует, что объем образовавшегося этана равен объему этилена, вступившего в реакцию.

$V(C_2H_6) = V(C_2H_4) = 20 \text{ мл}$

Ответ: выделившийся объем этана равен 20 мл.