Через слой кокса, содержащего 360 г углерода, пропустили 449 л углекислого газа, при этом образовалось 336 л угарного газа. Рассчитайте выход продукта реакции.

Давайте разберём задачу шаг за шагом.

Дано:

• Слой кокса содержит $360 \text{ г углерода (C)}$

• Пропущено $449 \text{ л } CO_2$

• Получено $336 \text{ л } CO$

Нам нужно рассчитать выход продукта реакции.

Шаг 1: Составляем уравнение реакции

Кокс (углерод) реагирует с диоксидом углерода по реакции:

То есть из 1 моля $C$ и 1 моля $CO_2$ образуется 2 моля $CO$.

Шаг 2: Переводим данные в молярные величины

Для газов можно использовать закон идеальных газов при нормальных условиях: 1 моль газа ≈ 22,4 л.

Мольное количество CO2:

Мольное количество CO (образовавшегося):

Мольное количество C в коксе:

Шаг 3: Определяем лимитирующее вещество

Реакция: $C + CO_2 \rightarrow 2CO$

• Чтобы образовать 15 моль CO, нужно $n_{CO_2}^{реакц} = n_{CO}/2 = 7,5 \text{ моль}$

• Также нужно $n_C^{реакц} = n_{CO}/2 = 7,5 \text{ моль}$

Сравниваем с имеющимися:

• Углерода есть 30 моль → достаточно

• CO2 есть 20,04 моль → достаточно

Следовательно, реакция ограничена не количеством реагентов, а уже фактически образовавшимся CO.

Шаг 4: Рассчитываем выход реакции

Выход реакции (в процентах) — это отношение фактически образовавшегося продукта к теоретически возможному:

Теоретический максимум CO (если весь CO2 и весь C прореагируют):

Фактически образовалось CO: 15,0 моль

✅ Ответ:

Фактически, из-за неполного взаимодействия CO2 с углеродом образовалось примерно треть от возможного количества угарного газа.