Для полного гидрирования смеси бутена-2 и бутадиена-1,2 объемом 5,6 л (н. у.) израсходовали водород, выделившийся при взаимодействии цинка массой 19,5 г с 400 г соляной кислоты с массовой долей НСl 7,3%. Определите объемные доли газов в исходной смеси

Уравнения реакций:

C4H8 + H2 = C4H10 (1)

C4H6 + 2H2 = C4H10 (2)

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (3)

Рассчитаем цинка:

n = m/M = 19,5 г/65 г/моль = 0,3 моль

Рассчитаем n солянки:

n = w*m (р*ра) / M = 0,073*400 г/36,5 г/моль = 0,8 моль

По уравнению реакции (3) видим, что на 1 моль цинка приходится 2 моль кислоты, по расчетам видим, что кислота дана в избытке, в количестве 0,2 моль

По уравнению реакции (3) видим:

n (H2) = n (Zn) = 0,3 моль

Рассчитаем n (исходной смеси) :

n = V/Vm = 5,6 л/22,4 л/моль = 0,25 моль

Пусть х моль - n (C4H8), у моль - n (C4H6), тогда:

х+у=0,25

По уравнениям (1) и (2) :

n (H2) = n (C4H8) = х моль

n (H2) = 2n (C4H6) = 2 у моль

Тогда:

х+2 у = 0,3

Составим систему:

х+у = 0,25

х+2 у = 0,3

Решая ее получим:

у = 0,05 моль, х = 0,2 моль

Рассчитаем объемы газов:

V (C4H8) = n*Vm = 0,2 моль*22,4 л/моль = 4,48 л

V (C4H6) = n*Vm = 0,05 моль*22,4 л/моль = 1,12 л

Рассчитаем объемные доли:

φ (C4H8) = V (C4H8) / V (смеси) = 4,48 л/5,6 л = 0,8 или 80%

φ (C4H6) = V (C4H6) / V (смеси) = 1,12 л/5,6 л = 0,2 или 20%

Ответ: ...