Сколько объема бутана (н.у.) понадобится для производства 42 г бутена, если эффективность реакции составляет 60%?

Разъяснение: Для решения данной задачи необходимо применить знания о стехиометрии химических реакций. Сначала найдем количество вещества бутена, используя молярную массу, которая равна 56 г/моль (вычисляется из атомных масс веществ). Для этого мы делим массу бутена на его молярную массу:

Масса бутена = 42 г
Молярная масса бутена = 56 г/моль

Количество вещества бутена = Масса бутена / Молярная масса бутена
Количество вещества бутена = 42 г / 56 г/моль ≈ 0,75 моль

Затем мы применяем эффективность реакции в процентах, чтобы найти количество вещества бутана, которое будет образовываться. Эффективность реакции составляет 60%, что означает, что 60% исходного количества вещества бутена будет превращено в бутан.

Количество вещества бутана = Количество вещества бутена × Эффективность реакции
Количество вещества бутана = 0,75 моль × 0,60 ≈ 0,45 моль

Наконец, используем идеальный газовый закон, чтобы найти объем бутана при нормальных условиях (н.у.). Под нормальными условиями вещества имеют температуру 273 К и давление 1 атмосфера (101,3 кПа).

Объем бутана = Количество вещества бутана × Молярный объем газа при н.у.
Объем бутана = 0,45 моль × 22,4 л/моль ≈ 10,08 л

Таким образом, для производства 42 г бутена при эффективности реакции 60% понадобится около 10,08 л бутана (н.у.).

Совет: Знание молярной массы веществ и идеального газового закона являются фундаментальными понятиями в химии. При решении задач по химии важно внимательно читать условие задачи, определять имеющиеся данные и использовать соответствующие формулы и константы.

Практическое упражнение: Сколько объема азота (н.у.) образуется при гидролизе 128 г аммиака (NH3), согласно уравнению реакции:

NH3 + H2O → NH4OH

Эффективность гидролиза составляет 75%. (Молярная масса аммиака = 17 г/моль, молярная масса азота = 14 г/моль)