атомная масса Ar=39 Группа - 1, подгруппа- главная , 4-й период
Заряд ядра атома калия Z=+19 (в ядре 19 протонов- p⁺ и 20 нейтронов - n⁰)
Вокруг ядра атома 4 энергетических уровня, на
которых располагаются 19 электронов.
3) Напишем строение атома калия:
а). Модель атома калия при дуг:
₊₁₉K)₂)₈ )₈)₁
б). Модель атома, электронная формула
₊₁₉K 1s²2s²2p⁶3s²3p64s¹
в).Электронно-графическая модель атома:
4уровень ↑
⇅ ⇅ ⇅
3уровень ⇅
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₉K
4. Простое вещество калий щелочной металл, состоит из
одного атома , валентность калия в соединениях равна 1, степень окисления+1 . Калий – восстановитель.
5. Молекулы атомов в 1 группе, главной подгруппе одноатомные. С увеличением заряда ядра от лития до франция неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются.
6. Молекулы атомов простых веществ в периоде: от калия до криптона меняются от типичных металлов до неметаллов
7. Формула высшего оксида: K₂O – основной оксид
8. Формула гидроксида: KOH- основание растворимое в воде, щелочь
9. Летучего соединения с водородом не образует. Гидрид калия — это неорганическое бинарное химическое соединение белого цвета. Химическая формула KH. Обладает высокой теплопроводностью. Гидрид калия является ионным соединением K⁺H⁻.
Х мольная доля угарного газа (она удобнее для вычислений) ⇒
(1 - Х) мольная доля водорода ⇒
28 * Х + 2 * (1 - Х) = 26Х + 2 молярная масса смеси
26Х + 2 < 9,6 ⇒ Х < (9,6-2)/26; Х < 0,2(923076)
СО + 2Н₂ (кат.)---> CН₃ОН
Согласно реакции соотношение СО : Н₂ = 1 : 2, т.е. мольная доля СО должна быть равна 1/3, но 1/3 > 0,2(923076), значит, водород в смеси в избытке и дальнейшие расчеты по СО
2) Оценим состав смеси после реакции
Выход спирта по условию 80% (или, что удобнее, 0,8), значит, по уравнению,
0,8 Х молей или 32*0,8Х = 25,6Х г образовалось метанола
0,8Х молей прореагировало угарного газа
Х - 0,8Х = 0,2Х молей или 28*02Х = 5,6 Х г осталось СО в смеси
0,8Х * 2 = 1,6Х водорода вступило в реакцию
(1-Х) - 1,6Х = (1 - 2,6Х) молей или 2*(1 - 2,6Х) = (2 - 5,2Х) г Н₂ осталось
0,2Х + 0,8Х + 1 - 2,6Х = (1 - 1,6Х) молей всего в смеси после реакции
(5,6Х + 25,6Х + (2 - 5,2Х))/(1 - 1,6Х) молярная масса смеси после реакции
Х > 8,4/42,64 ; Х > ~ 0,197 ( значение округлено) уточненная доля СО в смеси
1 - Х < 1 - 0,197 ; 1 - Х < 0,803 (примерно)
3). Определение максимальной доли водорода в %
0,803 = 0,8943*100% = 80,3%
Т.о, максимальная мольная доля водорода в смеси не превышает 80 %. Поскольку в задании подчеркнуто, что все вещества - газы, то мольные доли равны объемным.
Характеристика калий:
1) Название элемента -калий,
химический символ - K, порядковый номер - № 19 ,
атомная масса Ar=39 Группа - 1, подгруппа- главная , 4-й период
Заряд ядра атома калия Z=+19 (в ядре 19 протонов- p⁺ и 20 нейтронов - n⁰)
Вокруг ядра атома 4 энергетических уровня, на
которых располагаются 19 электронов.
3) Напишем строение атома калия:
а). Модель атома калия при дуг:
₊₁₉K)₂)₈ )₈)₁
б). Модель атома, электронная формула
₊₁₉K 1s²2s²2p⁶3s²3p64s¹
в).Электронно-графическая модель атома:
4уровень ↑
⇅ ⇅ ⇅
3уровень ⇅
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₉K
4. Простое вещество калий щелочной металл, состоит из
одного атома , валентность калия в соединениях равна 1, степень окисления+1 . Калий – восстановитель.
5. Молекулы атомов в 1 группе, главной подгруппе одноатомные. С увеличением заряда ядра от лития до франция неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются.
6. Молекулы атомов простых веществ в периоде: от калия до криптона меняются от типичных металлов до неметаллов
7. Формула высшего оксида: K₂O – основной оксид
8. Формула гидроксида: KOH- основание растворимое в воде, щелочь
9. Летучего соединения с водородом не образует. Гидрид калия — это неорганическое бинарное химическое соединение белого цвета. Химическая формула KH. Обладает высокой теплопроводностью. Гидрид калия является ионным соединением K⁺H⁻.
Дано: смесь СО(г) +Н₂(г)
Dсм(Не) < 2,4
η(СН₃ОН) (г) = 80 %
Dсм(Не) > 2,6
Найти: φ(Н₂)
Решение
Молярные массы: М(Не) = 4 г/моль; М(Н₂) = 2*1 = 2 г/моль; М(СО) = 12+16 = 28 г/моль; М(СН₃ОН) = 12+4+16 = 32 г/моль
1). Оценим состав смеси до реакции
Dсм(Не) = Мсм/М(Не) ⇒ Мсм = D * М(Не)
Мсм < 2,4 *4 ; ⇒ Мсм < 9,6 (г/моль)
28 *Х + 2*(1-Х) = (26Х + 2) (г/моль) молярная масса смеси
Х мольная доля угарного газа (она удобнее для вычислений) ⇒
(1 - Х) мольная доля водорода ⇒
28 * Х + 2 * (1 - Х) = 26Х + 2 молярная масса смеси
26Х + 2 < 9,6 ⇒ Х < (9,6-2)/26; Х < 0,2(923076)
СО + 2Н₂ (кат.)---> CН₃ОН
Согласно реакции соотношение СО : Н₂ = 1 : 2, т.е. мольная доля СО должна быть равна 1/3, но 1/3 > 0,2(923076), значит, водород в смеси в избытке и дальнейшие расчеты по СО
2) Оценим состав смеси после реакции
Выход спирта по условию 80% (или, что удобнее, 0,8), значит, по уравнению,
0,8 Х молей или 32*0,8Х = 25,6Х г образовалось метанола
0,8Х молей прореагировало угарного газа
Х - 0,8Х = 0,2Х молей или 28*02Х = 5,6 Х г осталось СО в смеси
0,8Х * 2 = 1,6Х водорода вступило в реакцию
(1-Х) - 1,6Х = (1 - 2,6Х) молей или 2*(1 - 2,6Х) = (2 - 5,2Х) г Н₂ осталось
0,2Х + 0,8Х + 1 - 2,6Х = (1 - 1,6Х) молей всего в смеси после реакции
(5,6Х + 25,6Х + (2 - 5,2Х))/(1 - 1,6Х) молярная масса смеси после реакции
(5,6Х + 25,6Х + (2 - 5,2Х))/(1 - 1,6Х) > 2,6 * 4 по условию
31,2Х -5,2Х + 2 > 10,4 * (1 - 1,6Х)
26Х + 16,64Х > 10,4 - 2
42,64Х > 8,4 ⇒
Х > 8,4/42,64 ; Х > ~ 0,197 ( значение округлено) уточненная доля СО в смеси
1 - Х < 1 - 0,197 ; 1 - Х < 0,803 (примерно)
3). Определение максимальной доли водорода в %
0,803 = 0,8943*100% = 80,3%
Т.о, максимальная мольная доля водорода в смеси не превышает 80 %. Поскольку в задании подчеркнуто, что все вещества - газы, то мольные доли равны объемным.
ответ: 80 %