4. В газообразную смесь, состоящую из ацетилена и пропана, объемом 40 дм³ (н. у.) в присутствии катализатора добавили водород объемом 18 дм³ (н. у.). После полного завершения реакции объем смеси составил 42 дм³ (н. у.). Рассчитайте массовую долю (%) пропана в исходной смеси.

Ацетилен гидрируется по уравнению C₂H₂ + 2H₂ → C₂H₆. Пропан в реакции не участвует. При одинаковых условиях объёмы газов пропорциональны количествам вещества.

1. Пусть объём ацетилена в исходной смеси равен x дм³. Тогда объём пропана равен 40 − x дм³.
2. После реакции из каждого объёма x ацетилена и 2x водорода образуется x объёма этана. Поэтому суммарный объём уменьшается на 2x: V_кон = 40 + 18 − 2x.
3. Подставим конечный объём: 42 = 58 − 2x, откуда x = 8 дм³. Значит, пропана было 40 − 8 = 32 дм³.
4. Массовую долю найдём по количествам вещества и молярным массам: ω(C₃H₈) = (32 · 44) / (32 · 44 + 8 · 26) = 1408/1616 ≈ 0,871.

Ответ: массовая доля пропана в исходной смеси — примерно 87,1%.