Каков процент (массовая доля) выхода продукта реакции при образовании газообразного продукта объемом 5,2 л (н.у

Sharik

65

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции, а затем применить формулу для расчета массовой доли.

Согласно уравнению реакции, хлорэтан (C2H5Cl) реагирует с натрием (Na) в присутствии избытка хлоридов, образуя метан (CH4) и хлорид натрия (NaCl):

C2H5Cl + 2Na → CH4 + NaCl

Нам необходимо определить процент (массовую долю) выхода продукта при образовании 5,2 л метана. Для этого сначала найдем количество вещества метана (CH4), затем переведем его в массу, и, наконец, рассчитаем массовую долю.

1. Определим количество вещества метана (CH4) по заданному объему газа (5,2 л) при нормальных условиях (н.у.). Для этого воспользуемся уравнением идеального газа:

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.

При н.у. R = 0,0821 л·атм/моль·К, T = 273,15 К, P = 1 атм. Подставим известные значения:

5,2 л = n * 0,0821 л·атм/моль·К * 273,15 К / 1 атм

Выразим n:

n = 5,2 л * 1 атм / (0,0821 л·атм/моль·К * 273,15 К)

Вычисляем:

n ≈ 0,230 моль

2. Рассчитаем массу метана (CH4) по найденному количеству вещества, используя молярную массу этого вещества. Молярная масса метана равна 16,04 г/моль.

m = n * M

где m - масса, n - количество вещества, M - молярная масса.

Подставим известные значения:

m = 0,230 моль * 16,04 г/моль

Вычисляем:

m ≈ 3,69 г

3. Определим массу хлорэтана (C2H5Cl), используя заданную массу (32,25 г) и молярную массу (64,51 г/моль).

4. Рассчитаем массу продукта реакции (метана) по принципу сохранения массы. Так как метан образуется в соответствии с уравнением реакции, его масса будет равна массе реагента хлорэтана (C2H5Cl).

5. Наконец, рассчитаем процент выхода метана (массовую долю):

% = (масса продукта / масса исходного вещества) * 100

Подставим значения:

% = (3,69 г / 32,25 г) * 100

Вычисляем:

% ≈ 11,43%

Таким образом, процент (массовая доля) выхода продукта реакции (метана) при образовании газообразного продукта объемом 5,2 л (н.у.) при нагревании хлорэтана массой 32,25 г с металлическим натрием массой 11,5 г составляет примерно 11,43%.