Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 4322
2025-04-28 
При нагревании этилена до температуры $300^\circ C$ он частично подвергся пиролизу с образованием метана и ацетилена. Усредненная молярная масса образовавшейся газовой смеси равна 24 г/моль. Вычислить массовую долю ацетилена в смеси.
Решение:
Запишем уравнение реакции:
$3C_{2}H_{4} = 2CH_{4} + 2C_{2}H_{2}$.
Искомая величина $\omega(C_{2}H_{2})$ - массовая доля ацетилена в смеси.
Допустим, что для пиролиза взят этилен массой $m$ (в граммах) и в результате реакции образовалась смесь количеством вещества $\frac{m}{M(смеси)}$ (в молях). В этой смеси содержится ацетилен массой $m \cdot \omega(C_{2}H_{2})$ и количеством вещества $\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})}$. По уравнению реакции количества вещества метана и ацетилена одинаковы, и, следовательно, масса метана в смеси составляет $\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} M(CH_{4})$. Смесь содержит также этилен, который не подвергся пиролизу, массой
$m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} \cdot M(CH_{4})$.
Составим уравнение, учитывая, что в смеси массой $m$ сумма количеств веществ ацетилена, метана и этилена равна $\frac{m}{M(смеси)}$:
$\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} + \frac{m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{m \cdot \omega (C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})}}{M(C_{2}H_{2})} = \frac{m}{M(смеси)}$,
или
$\frac{2m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{26} + \frac{m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{16}{26} m \omega (C_{2}H_{2})}{28} = \frac{m}{24}$.
Решив уравнение, найдем $\omega(C_{2}H_{2}) = 0,31$.
Ответ. Массовая доля ацетилена полученной смеси равна 0,31.
При нагревании этилена до температуры $300^\circ C$ он частично подвергся пиролизу с образованием метана и ацетилена. Усредненная молярная масса образовавшейся газовой смеси равна 24 г/моль. Вычислить массовую долю ацетилена в смеси.
Решение:
Запишем уравнение реакции:
$3C_{2}H_{4} = 2CH_{4} + 2C_{2}H_{2}$.
Искомая величина $\omega(C_{2}H_{2})$ - массовая доля ацетилена в смеси.
Допустим, что для пиролиза взят этилен массой $m$ (в граммах) и в результате реакции образовалась смесь количеством вещества $\frac{m}{M(смеси)}$ (в молях). В этой смеси содержится ацетилен массой $m \cdot \omega(C_{2}H_{2})$ и количеством вещества $\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})}$. По уравнению реакции количества вещества метана и ацетилена одинаковы, и, следовательно, масса метана в смеси составляет $\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} M(CH_{4})$. Смесь содержит также этилен, который не подвергся пиролизу, массой
$m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} \cdot M(CH_{4})$.
Составим уравнение, учитывая, что в смеси массой $m$ сумма количеств веществ ацетилена, метана и этилена равна $\frac{m}{M(смеси)}$:
$\frac{m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})} + \frac{m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{m \cdot \omega (C_{2}H_{2})}{M(C_{2}H_{2})}}{M(C_{2}H_{2})} = \frac{m}{M(смеси)}$,
или
$\frac{2m \cdot \omega(C_{2}H_{2})}{26} + \frac{m - m \cdot \omega(C_{2}H_{2}) - \frac{16}{26} m \omega (C_{2}H_{2})}{28} = \frac{m}{24}$.
Решив уравнение, найдем $\omega(C_{2}H_{2}) = 0,31$.
Ответ. Массовая доля ацетилена полученной смеси равна 0,31.
