Răspuns:
Calcule propuse pentru alegerea variantei corecte de răspuns propuse
CnH2n+2 =formula chimică generală a alcanului
CnH2n = formula chimică generală a alchenei rezultate din dehidrogenarea alcanului cu randament de 75%
a=numărul total de moli de alcan supus reacției de dehidrogenare
- calculăm numărul de moli de alcan care se transformă în alchenă cu randament de 75%:
dacă din 100% moli CnH2n+2....75% moli CnH2n+2 se dehidrogenează
atunci din *a* moli CnH2n+2 .......x, moli se dehidrogenează
x moli CnH2n+2 dehidrogenat= a moli .75%/100%=0,75 a
- calculăm numărul de moli de CnH2n+2, care nu se transformă, în CnH2n cu randamentul de 75%:
y moli CnH2n+2 nereacționat = a moli- 0,75a moli reacationat=0,25 a
- calculăm numărul de moli de CnH2n și H₂ care se formează din 0,75 a moli de CnH2n+2 în reacția de dehidrogenare, care are lov, la temperatura de 400-600⁰C și catalizator Cr₂O₃ pe suport de Al₂O₃:
0,75a moli.........................................t moli......z moli
CnH2n+2 (condiții de reacție)→ CnH2n + H₂
1 mol................................................1mol............1mol
Rezultă:
tmoli =număr de moli de CnH2n=0,75 a
z moli =număr de moli de H₂= 0,75 a
- stabilim compoziția amestecului de reacție, după dehidrogenare:
Amestecul de reacție conține:
-0,75 a moli de CnH2n
-0,75 a moli de H₂
-0,25 a moli de CnH2n+2 nereacționat
Total moli
nt =0,75a+0,75a+0,25a=1,75a moli
- calculăm masa moleculară medie a amestecului, care are densitatea de 1,123 g/L. Cu ajutorul expresiei matematice pentru masa moleculară medie a unui amestec, vom calcula valoarea lui n și vom avea numărul de atomi de C din alcan, alchenă.
d amestec = M medie amestec / V m
M medie amestec= d.Vm
Vm=volumul molar = 22,4 L/mol condiții normale
M medie amestec=1,123 g.L⁻¹.22,4 L.mol⁻¹=25,155 g/mol
- calculăm pe *n* din expresia matematică pentru masa moleculară medie
M amestec =x1.M CnH2n+2(nereactionat)+ x2 . M CnH2n + x3 M H2
unde:
x1= fractia molară CnH2n+2 nereactionat= n moli / nt moli =0,25a/1,75a
x2 =fractia molară CnH2n=0,75a/1,75a
x3=fractia molară H₂=0,75a/1,75a
M CnH2n+2=masa moleculară =n.AC+(2n+2).AH=12n+(2n+2).1=14n+2
M CnH2n=masa moleculară=n.AC+2n.AH=12n+2n.1=14n
A H₂=masa moleculară=2.AH=2.1=2
Rezultă:
25,155 = (0,25/1,75).(14n+2)+(0,75/1,75) .14n + (0,75/1,75).2
25,155.1,75 =3,5n+0,50+10,5n+1,5
44,021-2=14n
n=42/14=3
Pentru n egal cu 3, alcanul CnH2n+2 este C3H8, propan.
- stabilim alcanul inferior propanului, în seria omoloagă a alcanilor și care are cu un atom de C mai putin decât 3; este etanul.
CH₃-CH₃ etan
CH₃-CH₂-CH₃ propan
CH₃-CH₂-CH₃ (400-600⁰C, Cr₂O₃/Al₂O₃)→H₂+ CH₂=CH-CH₃ propenă
R: etan; ar fi varianta A.
Explicație:
