Рассчитайте объем этилена, который можно получить из 23 г этанола, если объемная доля выхода продукта реакции составляет 60% от теоретически возможного.

Для расчёта объема этилена, который можно получить из 23 г этанола с учётом выходного коэффициента, нужно выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Рассчитаем молекулярную массу этанола и этилена.

• Этанол (C₂H₅OH):

  • Углерод (C) — 12 г/моль,

  • Водород (H) — 1 г/моль,

  • Кислород (O) — 16 г/моль.
    Молекулярная масса этанола: 2×12 + 6×1 + 16 = 46 г/моль.

• Этилен (C₂H₄):

  • Углерод (C) — 12 г/моль,

  • Водород (H) — 1 г/моль.
    Молекулярная масса этилена: 2×12 + 4×1 = 28 г/моль.

Шаг 2: Рассчитаем теоретический выход этилена.

Из 1 моль этанола при полном превращении в этилен (с полным выходом реакции) получится 1 моль этилена. Так как молекулярная масса этанола составляет 46 г/моль, а молекулярная масса этилена — 28 г/моль, мы можем рассчитать, сколько молей этанола содержится в 23 г:

$\text{Количество моль этанола} = \frac{23 \, \text{г}}{46 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль}$

Таким образом, из 0.5 моль этанола теоретически получится 0.5 моль этилена. Объем 1 моль идеального газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) составляет примерно 22.4 л. Тогда теоретический объем этилена:

$V_{\text{теор}} = 0.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 11.2 \, \text{л}$

Шаг 3: Учитываем объемную долю выхода продукта реакции.

Выход этилена составляет 60% от теоретического. Тогда фактический объем этилена будет:

$V_{\text{факт}} = 11.2 \, \text{л} \times 0.6 = 6.72 \, \text{л}$

Ответ:

Объем этилена, который можно получить из 23 г этанола при выходе 60%, составит 6.72 литра.