Какой максимальный объем водорода (н.у.) потребуется для каталитического гидрирования 6,8 г пентадиена-1,3

Давайте разберемся с задачей пошагово. У нас есть задача: найти максимальный объем водорода (при нормальных условиях), необходимый для гидрирования 6,8 г пентадиена-1,3. **Что такое пентадиен-1,3?** Пентадиен-1,3 — это диен с пятью атомами углерода и двумя двойными связями в позициях 1 и 3. Его структурная формула: \[ CH_2=CH-CH=CH-CH_3 \] На основе названия можно понять, что это 1,3-пентадиен — оба двойных связки находятся в позициях 1 и 3. --- ### Шаг 1: Записать молекулярную массу пентадиена-1,3 Рассчитаем молекулярную массу: - Углерод (C): 12,0 у.е. - Водород (H): 1,0 у.е. Молекула: \[ C_5H_6 \] так как у пентадиена 5 атомов углерода и 6 атомов водорода (два двойных связки заменяют 4 водорода по сравнению с пентаном). Проверим: - Пентиен обладает 5 углеродами. В исходном пентане (C5H12), добавление двух двойных связей уменьшает число водородов на 4 (так как двойная связь заменяет два одинарные, каждый водород на углероде). - В молекуле пентадиена: C5H6, что соответствует: (5×12) + (6×1) = 60 + 6 = **66 г/моль**. --- ### Шаг 2: Написать уравнение гидрирования Гидрирование пентадиена-1,3 — это присоединение водорода к двойным связям, превращая их в одинарные. Общая реакция: \[ C_5H_6 + H_2 \rightarrow C_5H_{12} \] где: - Пентадиен-1,3 — это диен, содержащий 2 двойные связи. - Каждая двойная связь при гидрировании присоединяет по 1 молекуле H2, чтобы получить одинарные связи. **Общий баланс:** - Для гидрирования двух двойных связей потребуются 2 молекулы водорода (H2). --- ### Шаг 3: Определить массу водорода, необходимую для гидрирования 6,8 г пентадиена - Молярная масса пентадиена-1,3: 66 г/моль. - Масса пентадиена: 6,8 г. Найдем число молей пентадиена: \[ n_{пентадиен} = \frac{6,8\,г}{66\,г/моль} \approx 0,103\,моль \] - Для гидрирования двух двойных связей требуется 2 молекулы H2 на 1 моль пентадиена. - Значит, для 0,103 моль пентадиена потребуется: \[ n_{H_2} = 2 \times 0,103 \approx 0,206\,моль \] --- ### Шаг 4: Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях - Объем 1 моль газа при н.у. обычно равен 22,4 литра. - Тогда объем гидрогена: \[ V_{H_2} = 0,206\,моль \times 22,4\,л/моль \approx 4,6\,л \] --- ### **Ответ:** **Максимальный объем водорода, необходимый для гидрирования 6,8 г пентадиена-1,3, составляет примерно 4,6 литров при нормальных условиях.**