Какую массу бутадиена-1,3 можно получить из этилового спирта с массовой долей 96% массой 1кг, считая...

Молярная масса этилового спирта (C2H5OH) = 46 г/моль Массовая доля этилового спирта в 1 кг = 960 г Мольный эквивалент этилового спирта = 960 г / 46 г/моль = 20,87 моль Мольный эквивалент бутадиена-1,3 (C4H6) = 2 моль Масса бутадиена-1,3 = 20,87 моль 2 моль 75% * 54 г/моль = 1407,3 г = 1,407 кг

Ответ: Масса бутадиена-1,3, полученная из 1 кг этилового спирта, равна 1,407 кг.

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение реакции и учитывать стехиометрические коэффициенты.

Уравнение реакции для получения бутадиена-1,3 из этилового спирта выглядит следующим образом: C2H5OH -> C4H6 + H2O

Согласно уравнению, одна молекула этанола (C2H5OH) превращается в одну молекулу бутадиена-1,3 (C4H6) и одну молекулу воды (H2O).

1. Рассчитаем количество этанола в кг, которое мы имеем: Масса этанола = 1 кг * 0,96 = 0,96 кг

2. Поскольку массовая доля этанола равна 46 г/моль, то его молярная масса равна 46 г/моль. Найдем количество молей этанола: Количество молей = масса / молярная масса = 0,96 кг / 46 г/моль = 20,87 моль

3. С учетом того, что выход продукта реакции равен 75%, найдем количество молей бутадиена-1,3: Количество молей бутадиена-1,3 = количество молей этанола 75% = 20,87 моль 0,75 = 15,65 моль

4. Теперь найдем массу бутадиена-1,3, используя его молярную массу, которая равна 54 г/моль: Масса бутадиена-1,3 = количество молей молярная масса = 15,65 моль 54 г/моль = 843,3 г

Таким образом, масса бутадиена-1,3, которую можно получить из 1 кг этанола с массовой долей 96% при выходе продукта 75%, составляет 843,3 г.

Для ответа на ваш вопрос, прежде всего, нам нужно разобраться в химических превращениях, которые приведут от этилового спирта (этанола) к бутадиену-1,3. Процесс получения бутадиена из этанола может быть выполнен через несколько стадий, включающих дегидратацию этанола до этилена, а затем полимеризацию этилена в бутадиен.

1. Расчет количества чистого этанола в исходной смеси: Этанол содержится в растворе с массовой долей 96%. Это означает, что в 1 кг (1000 г) этой смеси содержится 96% этанола. [ 1000 \, \text{г} \times 0.96 = 960 \, \text{г} \, \text{этанола} ]

2. Молекулярная масса этанола (C2H5OH): C = 12, H = 1, O = 16, следовательно, молекулярная масса этанола = (2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46 \, \text{г/моль}).

3. Количество молей этанола: [ \frac{960 \, \text{г}}{46 \, \text{г/моль}} \approx 20.87 \, \text{моль} \, \text{этанола} ]

4. Превращение этанола в этилен и далее в бутадиен: Этанол может быть преобразован в этилен (C2H4) с потерями по массе (дегидратация), а затем этилен может быть димеризован в бутадиен. Этот процесс включает потери, и обычно его эффективность не 100%.

   Предположим, что на каждый моль этанола получается приблизительно один моль этилена, и каждые два моля этилена дают один моль бутадиена (по реакции димеризации).

   Молекулярная масса бутадиена (C4H6) = (4 \times 12 + 6 \times 1 = 54 \, \text{г/моль}).

5. Теоретическое количество бутадиена: [ \frac{20.87 \, \text{моль} \, \text{этанола}}{2} = 10.435 \, \text{моль} \, \text{бутадиена} ] [ 10.435 \, \text{моль} \times 54 \, \text{г/моль} = 563.49 \, \text{г} ]

6. Учет выхода реакции (75%): [ 563.49 \, \text{г} \times 0.75 = 422.62 \, \text{г} ]

Итак, из 1 кг (1000 г) 96%-ного раствора этанола можно теоретически получить примерно 422.62 г бутадиена-1,3, учитывая эффективность процесса в 75%.