Образование хлороформа из метана прошло с выходом 55%. Какая масса целевого продукта была получена, если в реакцию вступил метан объемом 5,6...
Условие:
Образование хлороформа из метана прошло с выходом 55%. Какая масса целевого продукта была получена, если в реакцию вступил метан объемом 5,6 л (н.у.)?
Решение:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать стехиометрию реакции, чтобы определить количество хлороформа, которое можно получить из заданного объема метана.
Уравнение реакции между метаном (CH4) и хлором (Cl2) для образования хлороформа (CHCl3) выглядит следующим образом:
CH4 + Cl2 -> CHCl3 + HCl
Согласно уравнению реакции, на каждый мол метана требуется один мол хлора для образования одного моля хлороформа.
Для начала, нам необходимо определить количество молей метана, которое принимает участие в реакции. Для этого используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
При нормальных условиях (н.у.), давление равно 1 атмосфере, температура равна 273 К, а универсальная газовая постоянная R равна 0,0821 латм/(мольК).
Теперь мы можем рассчитать количество молей метана:
n = PV / RT = (1 атм) * (5,6 л) / (0,0821 латм/(мольК) * 273 К) ≈ 0,244 моль
Так как на каждый мол метана требуется один мол хлора для образования хлороформа, то количество молей хлороформа будет таким же:
n(CHCl3) = 0,244 моль
Теперь мы можем рассчитать массу хлороформа, используя его молярную массу. Молярная масса хлороформа (CHCl3) равна 119,38 г/моль.
Масса хлороформа (m) можно рассчитать по формуле:
m = n * M = 0,244 моль * 119,38 г/моль ≈ 29,1 г
Таким образом, масса хлороформа, полученного из 5,6 л метана (н.у.) с выходом 55%, составляет примерно 29,1 г.