Какой объем этилена можно получить при каталитическом дегидрировании 1,5 тонн этана с 90% выходом продукта реакции?

Тема урока: Объем этилена при каталитическом дегидрировании этана.

Объяснение: Каталитическое дегидрирование представляет собой химическую реакцию, в которой из молекулы этана (С2H6) удаляется одна молекула воды (H2O), образуя молекулу этилена (С2H4). Цель задачи состоит в определении объема этилена, который может быть получен при дегидрировании 1,5 тонн этана с 90% выходом продукта реакции.

Для решения задачи, мы должны учесть молярные соотношения между этаном и этиленом. Эти молярные соотношения основаны на балансовании химического уравнения реакции.

Химическое уравнение реакции дегидрирования этана:

C2H6 → C2H4 + H2O

Из уравнения видно, что для образования одной молекулы этилена требуется одна молекула этана. Таким образом, мольное соотношение между этаном и этиленом равно 1:1.

Дано, что масса этана равна 1,5 тонны (или 1500 кг) с 90% выходом продукта реакции. Это означает, что 90% этана в реакции превратится в этилен.

Количество оставшегося этана: 1,5 тонн × 0,90 = 1,35 тонны (или 1350 кг)

Молярная масса этана (С2H6) = 30 г/моль
Молярная масса этилена (С2H4) = 28 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество молей этилена:

Масса этана в молях = (масса этана) / (молярная масса этана)
Масса этилена в молях = Масса этана в молях (так как мольное соотношение равно 1:1)

Масса этана в молях = 1350 кг / 30 г/моль = 45 моль
Масса этилена в молях = 45 моль

Далее, используя массу этилена в молях, мы можем рассчитать его объем:

Объем этилена = (масса этилена в молях) × (22,4 л/моль) (нормальные условия)

Объем этилена = 45 моль × 22,4 л/моль = 1008 л

Таким образом, при каталитическом дегидрировании 1,5 тонн этана с 90% выходом продукта реакции, можно получить объем этилена, равный 1008 л.

Совет: Чтение и понимание химического уравнения реакции является ключевым аспектом при решении подобных задач. Также полезно знание определений молярной массы и нормальных условий (давление и температура), которые обычно используются для измерения газовых объемов.

Дополнительное задание: Сколько литров этилена можно получить при дегидрировании 2,5 тонны этана с выходом продукта реакции в 80%? (Коэффициенты уравнения реакции и молярные массы данных в задаче остаются прежними).