Який обсяг ацетилену (н.у) можна отримати з 0.2 кг кальцій карбіду, за умови, що масова частка домішок складає

Предмет вопроса: Реакция кальция с карбидом для получения ацетилена

Разъяснение: Ацетилен (C2H2) может быть получен путем реакции кальция (Ca) с карбидом (CaC2) в соответствии с следующим уравнением реакции:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Балансировка уравнения показывает, что одна молекула карбида кальция реагирует с двумя молекулами воды, образуя одну молекулу ацетилена и одну молекулу гидроксида кальция.

Чтобы узнать, какой объем ацетилена (нормальных условиях) можно получить из 0.2 кг кальция карбида, мы должны учесть молекулярные массы реагентов и использовать стехиометрию, то есть соотношение между молекулами реагентов:

1 моль CaC2 → 1 моль C2H2

Молярная масса CaC2: 64.1 г/моль
Молярная масса C2H2: 26 г/моль

Для начала найдем количество молей CaC2 в 0.2 кг карбида кальция:

Масса CaC2 = количество молей * молярная масса CaC2
Количество молей = масса CaC2 / молярная масса CaC2

Количество молей CaC2 = 0.2 кг / 64.1 г/моль = примерно 0.00312 моль CaC2

Так как стехиометрическое соотношение между CaC2 и C2H2 составляет 1:1, то мы также получаем 0.00312 моль C2H2.

Для преобразования количества молей в объем ацетилена, мы используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление (при стандартных условиях 101.325 кПа), V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная (0.0821 L⋅atm/(K⋅mol)), T - температура (при стандартных условиях 273 K).

Мы можем найти V:

V = nRT / P = 0.00312 моль * 0.0821 L⋅atm/(K⋅mol) * 273 K/ 101.325 кПа

Решив это выражение, мы найдем объем ацетилена в литрах.

Например:
Задача: Какой объем ацетилена при нормальных условиях можно получить из 0.2 кг карбида кальция?
Решение:
1) Найдем количество молей CaC2:
Масса CaC2 = 0.2 кг, молярная масса CaC2 = 64.1 г/моль.
Количество молей CaC2 = 0.2 кг / 64.1 г/моль = 0.00312 моль CaC2
2) Количество молей ацетилена будет таким же, 0.00312 моль.
3) Найдем объем ацетилена:
V = nRT / P = 0.00312 моль * 0.0821 L⋅atm/(K⋅mol) * 273 K/ 101.325 кПа
V ≈ 0.21 л (округляем до сотых).
Ответ: Объем ацетилена при нормальных условиях, получаемый из 0.2 кг карбида кальция, составляет примерно 0.21 литра.

Совет: Для более глубокого понимания стехиометрии реакций и расчета объема газа используйте таблицы молекулярных масс и аккуратно выполняйте все расчеты шаг за шагом. Помните, что условия задачи, такие как давление и температура, влияют на расчеты.

Дополнительное задание:
Какой объем ацетилена при нормальных условиях можно получить из 0.4 кг карбида кальция? (Молярная масса CaC2 = 64.1 г/моль)