При нагревании метана химическим количеством 2 моль до 1500°C образуются ацетилен и водород, который используется для гидрирования этена в соответствующих условиях. Определите, какой объем (н.у.) этена необходимо взять.
Чтобы решить эту задачу, начнем с уравнения реакции, в которой метан (СН₄) при нагревании разлагается на ацетилен (С₂Н₂) и водород (Н₂). Для упрощения представим общее уравнение реакции:
\[ 2 \text{СН}_4 \rightarrow \text{С}_2\text{Н}_2 + 2 \text{Н}_2 \]
Из этого уравнения видно, что из 2 моль метана образуется 1 моль ацетилена и 2 моль водорода.
Поскольку мы имеем 2 моль метана, из них образуется:
- 1 моль ацетилена (С₂Н₂)
- 2 моль водорода (Н₂)
Далее, нам нужно определить, какой объем этена (C₂H₄) будет необходим для гидрирования, учитывая, что водород используется для этой реакции. В реакции гидрирования этена у нас есть следующее уравнение:
\[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6 \]
Таким образом, 1 моль этена (С₂Н₄) нуждается в 1 моле водорода (Н₂) для превращения в этан (С₂Н₆). Поскольку у нас образуется 2 моль водорода, мы можем гидрировать:
- 2 моль этена.
Теперь, чтобы узнать объем этена при нормальных условиях (н.у.), воспользуемся тем, что при н.у. 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Тогда для 2 моль этена объем будет:
\[ 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]
Таким образом, необходимый объем этена для гидрирования составляет 44,8 литра.
