Номер 4.44, страница 65, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

4.44. Вычислите, какой объем пропана подвергся процессу дегидрирования, если в результате реакции образовался пропилен и выделилось 11,2 л водорода (н. у.).

Дано:

$V(H_2) = 11,2$ л (н. у.)

Найти:

$V(C_3H_8)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции дегидрирования пропана. В результате этой реакции из алкана (пропана) образуется алкен (пропилен) и выделяется водород:

$C_3H_8 \xrightarrow{t, kat} C_3H_6 + H_2$

2. Проанализируем стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции. Коэффициенты перед формулами пропана ($C_3H_8$) и водорода ($H_2$) равны 1. Это означает, что из 1 моль пропана образуется 1 моль водорода. Таким образом, их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n(C_3H_8) : n(H_2) = 1 : 1$

3. Согласно закону Авогадро, объемы газов при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных условиях — н. у.) относятся так же, как их количества веществ. Поскольку соотношение молей пропана и водорода 1:1, то и их объемы будут находиться в том же соотношении.

$\frac{V(C_3H_8)}{V(H_2)} = \frac{n(C_3H_8)}{n(H_2)} = \frac{1}{1}$

Отсюда следует, что объем пропана, вступившего в реакцию, равен объему выделившегося водорода:

$V(C_3H_8) = V(H_2) = 11,2$ л

Для подтверждения можно провести расчеты через количество вещества.

а) Найдем количество вещества выделившегося водорода. Молярный объем любого газа при нормальных условиях ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

б) По уравнению реакции, количество вещества пропана равно количеству вещества водорода:

$n(C_3H_8) = n(H_2) = 0,5 \text{ моль}$

в) Теперь вычислим объем пропана, который соответствует найденному количеству вещества:

$V(C_3H_8) = n(C_3H_8) \times V_m = 0,5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 11,2 \text{ л}$

Оба способа решения дают одинаковый результат.

Ответ: объем пропана, подвергшегося процессу дегидрирования, равен 11,2 л.