Какова доля массы продукта реакции с точки зрения начальных реагентов: 6,45 г хлорэтана и 2,5 г металлического натрия

Дмитриевич_3342

11

Данная реакция является реакцией обмена. Хлорэтан (\(C_2H_5Cl\)) реагирует с натрием (\(Na\)) и образует бутан (\(C_4H_{10}\)) и хлорид натрия (\(NaCl\)). Для решения задачи необходимо определить, сколько из каждого реагента ушло на образование продукта.

1. Начнем с хлорэтана (\(C_2H_5Cl\)):
\[C_2H_5Cl \rightarrow C_4H_{10}\]

Молярная масса \(C_2H_5Cl\):
\[12 \times 2 + 1 \times 5 + 35.5 = 64.5 \: \text{г/моль}\]

Масса хлорэтана (6.45 г) разделить на его молярную массу:
\[\frac{6.45 \: \text{г}}{64.5 \: \text{г/моль}} = 0.1 \: \text{моль хлорэтана}\]

2. Теперь для металлического натрия (\(Na\)):
\[2Na \rightarrow 2NaCl\]

Молярная масса \(Na\):
\[23 \: \text{г/моль}\]

Масса натрия (2.5 г) разделить на его молярную массу:
\[\frac{2.5 \: \text{г}}{23 \: \text{г/моль}} \approx 0.1087 \: \text{моль натрия}\]

3. Сравним количество молей хлорэтана и натрия и определим, какой реагент исчезает полностью. Для этого используем уравнение аналогичности:
\[\frac{\text{Количество молей хлорэтана}}{\text{Коэффициент при хлорэтане}} = \frac{\text{Количество молей натрия}}{\text{Коэффициент при натрии}}\]

Поскольку коэффициенты уравнения реакции равны 1, то:
\[\frac{0.1}{1} = \frac{0.1087}{2}\]
\[0.1 \neq 0.05435\]

Следовательно, хлорэтана хватит полностью, а натрий останется избытком.

4. Теперь найдем количество бутана, полученного из хлорэтана:
Исходя из уравнения реакции, коэффициент перед бутаном равен 1, следовательно, количество молей бутана равно количеству молей хлорэтана (0.1 моль).

5. Наконец, найдем массовую долю бутана в получившемся продукте:
Молярная масса бутана (\(C_4H_{10}\)):
\[12 \times 4 + 1 \times 10 = 58 \: \text{г/моль}\]

Масса бутана (2.5 г) разделить на его молярную массу:
\[\frac{2.5 \: \text{г}}{58 \: \text{г/моль}} \approx 0.0431 \: \text{моль бутана}\]

6. Наконец, найдем долю массы бутана относительно общей массы продукта:
Из предыдущих расчетов мы знаем, что общая масса продукта составляет 2.5 г.
Масса бутана (2.5 г) разделить на общую массу продукта (2.5 г) и умножить на 100%:
\[\frac{2.5 \: \text{г}}{2.5 \: \text{г}} \times 100\% = 100\%\]

Итак, доля массы бутана в полученном продукте составляет 100\%.