Какова масса продукта, полученного в результате реакции Кучерова, при использовании 448 л (н.у.) ацетилена, полученного из метана при температуре 1500°С?
Проверенный ответ:
Разъяснение: Реакция Кучерова — это химическая реакция, в которой метан превращается в ацетилен при высокой температуре. Данная реакция протекает по следующему уравнению: CH₄ → C₂H₂.
Мы знаем, что объем ацетилена составляет 448 л (н.у.) и реакция происходит при температуре 1500°C. Чтобы рассчитать массу полученного продукта, необходимо использовать соотношение между объемом газов и их молярной массой.
Вначале нам понадобится узнать количество вещества (моль) ацетилена. Для этого мы используем идеальный газовый закон: PV = nRT, где P — давление, V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная и T — температура в Кельвинах.
Переводим температуру в Кельвины, добавляя 273.15: 1500 + 273.15 = 1773.15 K.
Далее, используем следующую формулу: n = PV / RT, где P = 1 атмосфера (так как дано в н.у.), R = 0.0821 л × атм / (моль × Кельвин) — универсальная газовая постоянная.
Рассчитываем количество вещества (моль) ацетилена: n = (1 атмосфера) × (448 л) / (0.0821 л × атм) × 1773.15 K.
Теперь, зная количество вещества (моль) ацетилена, мы можем рассчитать массу продукта, используя молярную массу ацетилена (26 г/моль). Формула для расчета массы: масса = количество вещества × молярная масса.
Производим расчет: масса = (количество вещества (моль) ацетилена) × (молярная масса ацетилена).
Таким образом, мы можем рассчитать массу продукта, полученного в результате реакции Кучерова при указанных условиях.
Пример использования:
Дано: объем ацетилена = 448 л (н.у.), температура = 1500°С.
Вычисления:
1. Переводим температуру в Кельвины: 1500 + 273.15 = 1773.15 K.
2. Рассчитываем количество вещества ацетилена: n = (1 атмосфера) × (448 л) / (0.0821 л × атм) × 1773.15 K.
3. Рассчитываем массу продукта: масса = (количество вещества ацетилена) × (молярная масса ацетилена).
Совет: Не забудьте преобразовать температуру в Кельвины и проверить, что все единицы измерения соответствуют требуемым. Кроме того, убедитесь, что вы правильно используете формулы и константы, и не забывайте о правильных размерностях и их преобразованиях.
Упражнение: При каких условиях экспериментатор мог получить 672 г ацетилена, используя реакцию Кучерова? Ответьте с указанием объема ацетилена и температуры, при которых проводился эксперимент.