Question

Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии натрия с 20 г метанола?2СH3OH+2Na→2CH3ONa+H2

Answer 1

2CH₃OH+2Na=2CH₃ONa+H₂
Найдем кол-во вещества метанола:
$n(CH_3OH)= \frac{m(CH_3OH)}{M(CH_3OH)}= \frac{20}{32}=0,625$ моль
Кол-во вещества водорода по уравнению в 2 раза меньше кол-ва вещества метанола, значит  $n(H_2)= \frac{1}{2} *n(CH_3OH)= \frac{1}{2} *0,625=0,3125$ моль
Найдем объем водорода:
$V(H_2)=n(H_2)*V_m=0,3125*22,4=7$ л
Ответ: 7 л

Answer 2

Данное химическое уравнение показывает, что 2 моля метанола (2 x 32 г/моль = 64 г) реагируют с 2 молями натрия, чтобы произвести 1 моль водорода (2 г/моль) и 2 моля метоксида натрия (2 x 74,5 г/моль = 149 г):

2 CH3OH + 2 Na -> 2 CH3ONa + H2

Масса 20 г метанола соответствует количеству вещества:

n(CH3OH) = m/M = 20/32 = 0,625 моль

Так как на каждые 2 моля метанола требуется 1 моль водорода, то количество водорода, которое будет выделено, будет составлять половину количества вещества метанола:

n(H2) = 0,5 x n(CH3OH) = 0,5 x 0,625 = 0,3125 моль

Объем водорода при н.у. можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT. При н.у. (нормальных условиях) T = 273 К, P = 101,325 кПа, R = 8,314 м^3∙Па/(моль∙К). Тогда:

V(H2) = n(H2)RT/P = 0,3125 x 8,314 x 273 / 101,325 = 6,88 л

Таким образом, при реакции натрия с 20 г метанола будет выделено 0,3125 моль водорода при н.у., что соответствует объему 6,88 л.