Вопрос школьника
При хлорировании 56 л метана (объем приведен к нормальным условиям) получено 239 г хлороформа. Определите массовую долю выхода продукта реакции.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции хлорирования метана:
CH4 + Cl2 → CHCl3 + HCl
Из уравнения видно, что на каждый мол метана должен образоваться один мол хлороформа. Таким образом, количество молей хлороформа можно определить по массе, используя молярную массу хлороформа:
m(CHCl3) = 119.38 г/моль
n(CHCl3) = m(CHCl3) / M(CHCl3) = 239 г / 119.38 г/моль = 2 моль
Так как на каждый мол метана образуется один мол хлороформа, то количество молей метана можно определить как:
n(CH4) = n(CHCl3) = 2 моль
Объем метана приведен к нормальным условиям, что означает, что при стандартных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 л. Следовательно, объем 2 моль метана равен:
V(CH4) = n(CH4) * Vm = 2 моль * 22.4 л/моль = 44.8 л
Массовая доля выхода продукта реакции определяется как отношение массы хлороформа к массе метана, умноженное на 100%:
массовая доля = m(CHCl3) / m(CH4) * 100% = 239 г / (56 л * 0.717 г/л) * 100% = 5.6%
Таким образом, массовая доля выхода продукта реакции составляет 5.6%.
