Чему равен выход продукта С в параллельных реакциях А = С + М, 2А = D + N, если на выходе из реактора состав смеси составляет (моль): nA = 6, nC = 1, nD = 3. Ответ указать в…

Для решения задачи нужно определить, какой компонент является продуктом реакции C и каковы его доли в смеси, выраженные в процентах. В условии даны реакции и состав смеси.

Дано:

• Реакции:
  1. \( A = C + M \)
  2. \( 2A = D + N \)
• На выходе смеси:
  • \( n_A = 6 \) моль
  • \( n_C = 1 \) моль
  • \( n_D = 3 \) моль

Задача — определить, какой компонент является продуктом, и найти его содержание в процентах.

Шаг 1. Анализ реакций

Первая реакция: \[ A \rightarrow C + M \] В результате из 1 моля A образуются 1 моль C и 1 моль M.

Вторая реакция: \[ 2A \rightarrow D + N \] Из 2 молей A образуются 1 моль D и 1 моль N.

Шаг 2. Определение исходных молей A и C

Обозначим:

• \( x \): количество молей A, прореагировавшее по реакции 1 (образовалось C и M)
• \( y \): количество молей A, прореагировавшее по реакции 2 (образовалось D и N)

Тогда, исходя из реакции 1:

• образовалось \( x \) моль C
• из \( x \) моль A, было получено \( x \) моль M.

Из реакции 2:

• из \( y \) молей A, образовалось \( y/2 \) моль D и \( y/2 \) моль N.

Шаг 3. Записать уравнения по количеству компонентов

• Общее количество A: \[ n_A = 6 = A_{\нач} - x - 2y \] где \( A_{\нач} \) — исходное количество A до реакции.

• Количество C: \[ n_C = 1 = x \] (так как C образовался только из A по реакции 1).

• Количество D: \[ n_D = y/2 = 3 \Rightarrow y = 6 \]

• Количество M: \[ M = x = 1 \] (так как из реакции 1: 1 моль C и 1 моль M из каждого моля A, которое прошло реакцию).

Шаг 4. Найти исходное состояние A

Запишем уравнение для A: \[ 6 = A_{\нач} - x - 2y \] Подставим known values \( x=1 \), \( y=6 \): \[ 6 = A_{\нач} - 1 - 12 \Rightarrow A_{\нач} = 6 + 1 + 12 = 19 \]

Шаг 5. Итоговые количества

Теперь у нас есть:

• Изначально было \( A_{\нач} = 19 \) моль.
• Из них:
  • Израсходовано по реакции 1: \( x=1 \) моль \( \Rightarrow \) образовалось 1 моль C и 1 моль M.
  • Израсходовано по реакции 2: \( y=6 \) моль \( \Rightarrow \) образовалось 3 моль D и 3 моль N.
• Осталось: \[ A_{\ост} = 19 - (1 + 12) = 6 \text{ моль} \] Но по условию, на выходе: \[ n_A = 6 \] Всё сходится.

Шаг 6. Определение продукта C

В реакции 1 образовалась 1 моль C из 1 моля A, и известно, что: \[ n_C = 1 \] Это означает, что весь C — это продукт реакции 1.

Ответ:

Общий состав смеси:

• \( n_A = 6 \)
• \( n_C = 1 \)
• \( n_D = 3 \)

Общий объём смеси: \[ n_{total} = 6 + 1 + 3 = 10 \text{ моль} \]

Процентное содержание продукта C: \[ \frac{n_C}{n_{total}} \times 100\% = \frac{1}{10} \times 100\% = 10\% \]

Итог:

Продукт C составляет 10% смеси.