Для решения задачи о необходимом объеме для полного каталитического гидрирования смеси пропена и бутадиена-1,3, нужно применить следующие шаги:
1. Найдите массу смеси пропена и бутадиена-1,3, используя плотность.
Масса = плотность × объем
Масса = 2.143 г/л × 45.56 л
Масса ≈ 97.5748 г
2. Рассчитайте количество молей пропена и бутадиена-1,3.
Молярная масса пропена (C3H6) = 3 × масса атома углерода + 6 × масса атома водорода
= 3 × 12.01 г/моль + 6 × 1.01 г/моль
= 42.08 г/моль
Молярная масса бутадиена-1,3 (C4H6) = 4 × масса атома углерода + 6 × масса атома водорода
= 4 × 12.01 г/моль + 6 × 1.01 г/моль
= 54.06 г/моль
Молей пропена = масса пропена / молярная масса пропена
= 97.5748 г / 42.08 г/моль
≈ 2.3186 моль
Молей бутадиена-1,3 = масса бутадиена-1,3 / молярная масса бутадиена-1,3
= 97.5748 г / 54.06 г/моль
≈ 1.8046 моль
3. Определите уравновешенное химическое уравнение для каталитического гидрирования пропена (C3H6) и бутадиена-1,3 (C4H6) до алканов:
C3H6 + H2 -> C3H8
2C4H6 + H2 -> C8H12
По уравнению видно, что для полного гидрирования 1 моль пропена требуется 1 моль водорода, а для полного гидрирования 2 моль бутадиена-1,3 потребуется 1 моль водорода.
4. Рассчитайте необходимое количество водорода для полного каталитического гидрирования смеси.
Для полного гидрирования пропена: количество водорода = количеству молей пропена
Для полного гидрирования бутадиена-1,3: количество водорода = количество молей бутадиена-1,3 / 2
5. Рассчитайте объем водорода, требуемый для каталитического гидрирования смеси, используя уравнение состояния идеального газа.
Уравнение состояния идеального газа: PV = nRT
Где:
P - давление газа (можно считать стандартным 1 атм)
V - объем газа
n - количество молей газа
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л × атм / (моль × K))
T - температура газа (можно также считать стандартной 273 K)
V = nRT / P
= 2.4591 моль × 0.0821 л × атм / (моль × K) × 273 K / 1 атм
≈ 57.692 л
Таким образом, необходимый объем водорода для полного каталитического гидрирования 45,56 л смеси пропена и бутадиена-1,3 составляет примерно 57.692 л.
1. Найдите массу смеси пропена и бутадиена-1,3, используя плотность.
Масса = плотность × объем
Масса = 2.143 г/л × 45.56 л
Масса ≈ 97.5748 г
2. Рассчитайте количество молей пропена и бутадиена-1,3.
Молярная масса пропена (C3H6) = 3 × масса атома углерода + 6 × масса атома водорода
= 3 × 12.01 г/моль + 6 × 1.01 г/моль
= 42.08 г/моль
Молярная масса бутадиена-1,3 (C4H6) = 4 × масса атома углерода + 6 × масса атома водорода
= 4 × 12.01 г/моль + 6 × 1.01 г/моль
= 54.06 г/моль
Молей пропена = масса пропена / молярная масса пропена
= 97.5748 г / 42.08 г/моль
≈ 2.3186 моль
Молей бутадиена-1,3 = масса бутадиена-1,3 / молярная масса бутадиена-1,3
= 97.5748 г / 54.06 г/моль
≈ 1.8046 моль
3. Определите уравновешенное химическое уравнение для каталитического гидрирования пропена (C3H6) и бутадиена-1,3 (C4H6) до алканов:
C3H6 + H2 -> C3H8
2C4H6 + H2 -> C8H12
По уравнению видно, что для полного гидрирования 1 моль пропена требуется 1 моль водорода, а для полного гидрирования 2 моль бутадиена-1,3 потребуется 1 моль водорода.
4. Рассчитайте необходимое количество водорода для полного каталитического гидрирования смеси.
Для полного гидрирования пропена: количество водорода = количеству молей пропена
Для полного гидрирования бутадиена-1,3: количество водорода = количество молей бутадиена-1,3 / 2
Количество водорода = 2.3186 моль + 1.8046 моль / 2
= 2.4591 моль
5. Рассчитайте объем водорода, требуемый для каталитического гидрирования смеси, используя уравнение состояния идеального газа.
Уравнение состояния идеального газа: PV = nRT
Где:
P - давление газа (можно считать стандартным 1 атм)
V - объем газа
n - количество молей газа
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л × атм / (моль × K))
T - температура газа (можно также считать стандартной 273 K)
V = nRT / P
= 2.4591 моль × 0.0821 л × атм / (моль × K) × 273 K / 1 атм
≈ 57.692 л
Таким образом, необходимый объем водорода для полного каталитического гидрирования 45,56 л смеси пропена и бутадиена-1,3 составляет примерно 57.692 л.