Какой объем (н.у.) этилена получено при дегидратации этанола в присутствии концентрированной серной кислоты

Тема занятия: Дегидратация этанола и объем образовавшегося этилена

Инструкция:
Дегидратация этанола - это химическая реакция, в которой из молекул этанола удаляется молекула воды. В данной задаче вопрошается, какой объем этилена (C2H4) образуется при проведении дегидратации этанола в присутствии концентрированной серной кислоты (H2SO4) при температуре 170 °C.

Для решения задачи нам дано, что было получено 12,6 г воды. Мы должны определить объем образовавшегося этилена при стандартных условиях (нормальной температуре и давлении - 0 °C и 1 атм).

Для начала, давайте составим уравнение реакции дегидратации этанола:
C2H5OH → C2H4 + H2O

Молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль.

Когда 1 моль воды превращается в 1 моль этилена, объем воды (н.у.) равен объему этилена (н.у.), так как они имеют одинаковую степень сжимаемости.

Теперь мы можем рассчитать количество молей воды:
масса воды (г)/молярная масса воды (г/моль) = количество молей воды (моль)

12,6 г / 18 г/моль = 0,7 моль воды

Таким образом, при дегидратации этанола в указанных условиях образуется 0,7 моль этилена.

Теперь мы можем рассчитать объем образовавшегося этилена, используя уравнение состояния газов (V = nRT/P), где V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, P - давление.

Подставим значения в формулу:
V = 0,7 моль * 0,0821 * (273 + 0) / 1 = 14,2 л

Таким образом, объем (н.у.) этилена, полученного при дегидратации этанола, составляет 14,2 л.

Совет: Для лучшего понимания задачи, обратите внимание на условия, данные в задании, и используйте известные химические уравнения и формулы для расчетов объема получаемого газа.

Дополнительное упражнение:
Какой объем (н.у.) образуется при дегидратации 30 г этанола при таких же условиях? (Ответ: около 29,5 л)

Предмет вопроса: Расчет объема этилена при дегидратации этанола
Объяснение:

Для решения данной задачи мы можем использовать знание о балансе химических реакций и значении молярной массы веществ. Начнем с определения балансированного уравнения реакции дегидратации этанола: C2H5OH -> C2H4 + H2O.

Мы знаем, что 12,6 г воды образовались в результате дегидратации этанола. Чтобы определить объем этилена (C2H4), который был образован, мы должны сначала найти количество вещества воды (H2O) и затем использовать это значение, чтобы найти количество вещества этилена (C2H4).

1. Вычислим количество вещества воды, используя ее молярную массу и массу, которая была нам дана. Молярная масса воды (H2O) составляет примерно 18 г/моль. Поделив массу воды на ее молярную массу, мы найдем количество вещества воды (в молях).

Моль воды = масса воды / молярная масса воды
= 12,6 г / 18 г/моль
= 0,7 моль (округляем до 1 десятой).

2. Теперь мы можем использовать балансированное уравнение реакции, чтобы найти соответствующее количество вещества этилена (C2H4). По уравнению, коэффициент пропорциональности между H2O и C2H4 составляет 1 к 1. Таким образом, количество вещества этилена такое же, как количество вещества воды (1 моль).

Количество вещества этилена (C2H4) = 1 моль.

3. Расчет объема этилена можно выполнить, зная, что 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях (н.у.).

Объем этилена (C2H4) при н.у. = количество вещества этилена (C2H4) × объем 1 моля газа при н.у.
= 1 моль × 22,4 л/моль
= 22,4 л.

Пример:
Мы можем решить задачу, найдя количество вещества воды, затем количество вещества этилена и, наконец, объем этилена при н.у.

Совет:
Чтобы лучше понять, как решать подобные задачи, рекомендуется повторить принципы стехиометрии и использовать таблицу с данными о молярной массе веществ.

Задание:
Дано, что при реакции дегидратации этанола получено 25 г воды. Какой объем (н.у.) этилена образуется? Выберите правильный ответ:
а) 11,2 л;
б) 22,4 л;
в) 44,8 л;
г) 56,0 л.