Химия

При пропускании паров этанола над нагретой до температуры порядка 300^{\circ}С окисью алюминия $Al_2O_3$ происходит дегидратация

$C_2H_5OH \overset {300^{\circ}}{ \underset{Al_2O_3}{\rightarrow}} C_2H_4 + H_2O$.

Объем газовой смеси, образовавшейся после реакции, в пересчете на нормальные условия равен

$V_0 = \frac{pVT_0}{p_0T} = \frac {1130 \cdot 4180 \cdot 273}{760 \cdot 473} = 3588 см^3$.

Для проведения реакции было взято $4,6 : 46 = 0,1$ моля $C_2H_5OH$ ($M = 46$). При нормальных условиях это количество этанола заняло бы объем $0,1 \cdot 22400 = 2240 см^3$. Изменение объема газовой смеси связано с тем, что из 1 объема паров этанола образуется 2 объема паров воды и этилена, т. е. $\Delta V$ равно объему образовавшегося этилена (или паров воды)

$\Delta V = 6588 - 2240 = 1348 см^3$.

Следовательно, в газовой смеси (в пересчете на нормальные условия) содержится 1348 $см^3 \: C_2H_4, 1348 см^3$ паров $H_2O$ и $3588 - 2 \cdot 1348 = 892 см^3$ паров непрореагировавшего $C_2H_5OH$, что в процентном выражении составляет ($1348 : 3588) \cdot 100 = 37,6$ % $C_2H_4$, 37,6 % паров $H_2O$ и 24,8 % паров $C_2H_5OH$. Из 2240 $см^3$ паров $C_2H_5OH$ прореагировало 1348 $см^3$, т. е.

$\frac{1348 \cdot 100}{2240} = 60$ %

[Задачу можно сразу решать в мольных количествах. Для проведения реакции взята 0,1 моля $C_2H_5OH$. После реакций в газах содержится

$n = \frac{pV}{RT} = \frac {1130 \cdot 4,18}{760 \cdot 0,082 \cdot 473} = 0,16$ моля газов.

$\Delta n = 0,16 - 0,01 = 0,06$ соответствует степени превращения 0,1 моля этанола (60 %) в 0,06 моля $C_2H_4$ и 0,06 моля паров воды, остальные 40 %, или 0,04 моля, $C_2H_5OH$ в реакцию не вступают. Пересчитав на общее число молей, получим то же процентное (по объему) содержание газов в смеси при указанных условиях.]