газ, образовавшийся при взаимодействии этанола массой 27,6 с избытком натрия, смешали с ацетиленом объемом 2,24 дм3 (н.у.) и пропустили над платиновым катализатором. Определите состав образовавшейся в результате реакции газовой смеси в объемных ДОЛЯХ.

2C2H5OH + 2Na -> 2C2H5ONa + H2

2H2 + C2H2 -> C2H6

M(C2H5OH)=46 г/моль

n(C2H5OH)=27,6/46=0,6 моль

n(H2)=0,6/2=0,3

n(C2H2)=2,24/22,4=0,1

n(C2H2)<n(H2)

Ацетилен в недостатке, значит n(C2H6)=0,1 моль

n(H2) ост. = 0,3-0,1=0,2

n(H2 + C2H6)=0,1 + 0,2= 0,3

φ(H2)=0,2/0,3 * 100%=66,6%

φ(C2H6)=100 - 66,6=33,3%

ответ: φ(H2)=66.6%; φ(C2H6)=33.3%

Объяснение:

Для определения состава газовой смеси в объемных долях, мы должны сначала разложить этанол и натрий по уравнению реакции и определить, какие продукты образуются.

Этанол (C2H5OH) взаимодействует с натрием (Na) с образованием газа и натриевого этоксида (NaOC2H5):
C2H5OH + Na → C2H5ONa + H2

Теперь мы можем определить количество газа, образующегося при реакции этанола массой 27,6 г с избытком натрия. Для этого сначала найдем количество вещества этанола и натрия, используя их молярные массы.

Молярная масса этанола (C2H5OH) равна:
2(12.01 г/моль) + 6(1.01 г/моль) + 16.00 г/моль = 46.07 г/моль

Масса этанола равна 27.6 г, поэтому количество вещества этанола равно:
27.6 г / 46.07 г/моль ≈ 0.5997 моль

Реакция указывает, что натрий взаимодействует с избытком, поэтому вся масса натрия будет использована. Молярная масса натрия (Na) равна:
22.99 г/моль

Масса натрия будет такой же, как мольное количество натрия, поэтому количество вещества натрия также равно:
27.6 г / 22.99 г/моль ≈ 1.1999 моль

Используя коэффициенты в уравнении реакции, мы видим, что в реакции образуется 1 моль водорода (H2) для каждого моля натрия (Na). Таким образом, образуется:
1.1999 моль × 1 моль H2/1 моль Na ≈ 1.1999 моль H2

Теперь у нас есть количество вещества водорода, образовавшегося при реакции.

Смесь, предлагаемая в вопросе, состоит из газов, образовавшихся при взаимодействии этанола и натрия, и ацетилена (C2H2). Нам нужно определить объемные доли компонентов в этой газовой смеси.

Чтобы это сделать, нам нужно знать идеальное газовое состояние и состав исходных газов. Предположим, что все газы идеальны и имеют нормальные условия (н.у.) при температуре 0 °C и давлении 1 атм.

Мы знаем, что объем ацетилена (C2H2) составляет 2,24 дм3 (н.у.). Давайте найдем количество вещества ацетилена, используя его молярную массу.

Молярная масса ацетилена (C2H2) равна:
2(12.01 г/моль) + 2(1.01 г/моль) = 26.04 г/моль

Масса ацетилена равна:
26.04 г/моль × 2.24 дм3 = 58.3584 г

Теперь найдем количество вещества ацетилена:
58.3584 г / 26.04 г/моль ≈ 2.24 моль

Таким образом, в нашей газовой смеси содержится 2.24 моль ацетилена.

Мы уже знаем, что при реакции этанола с натрием образуется 1.1999 моль водорода. Предположим, что этот водород входит в газовую смесь.

Теперь у нас есть общее количество молей газов в смеси:
0.5997 моль H2 + 2.24 моль C2H2 = 2.8397 моль газов

Чтобы определить объемные доли, мы найдем отношение каждого компонента к общему количеству молей газа.

Объемная доля водорода (H2) будет:
0.5997 моль H2 / 2.8397 моль газов = 0.2109 или 21.1% (до 3 значащих цифр)

Объемная доля ацетилена (C2H2) будет:
2.24 моль C2H2 / 2.8397 моль газов = 0.7884 или 78.8% (до 3 значащих цифр)

Таким образом, газовая смесь будет содержать около 21.1% водорода и 78.8% ацетилена в объемных долях.