Question

В результате хлорирования 8 г метана получили 25 г хлорметана. Вычислите массовую долю его выхода от теоретически возможного.

Answer 1

CH4 + Cl₂ → CH3Cl + HCl

Дано:

m(CH4) = 8 г

m(CH3Cl) = 25 г

Найти:

ω выхода - ?

M(CH4) = (12 + 4*1) = 16 г/моль

n(CH4) = m/M = 8/16 = 0,5 моль

n(CH4) = n(CH3Cl) = 0,5 моль

M(CH4Cl) = (12 + 1*4 + 35,5) = 51,5 г/моль

m(CH4Cl) = n*M = 0,5*51,5 = 25,75 г (теоретически)

ω выхода = m(практич.) / m(теоретич) *100% = 25/25,75 *100% = 97%

Ответ: ω выхода = 97%

Answer 2

Для вычисления массовой доли выхода хлорметана от теоретически возможного, нужно сравнить массу фактически полученного хлорметана с массой хлорметана, который бы мог образоваться, если бы все метан превратился в хлорметан.

1. Найдем молекулярные массы соединений:

   • Молекулярная масса метана (CH₄) = 12.01 г/моль (углерод) + 4 * 1.01 г/моль (водород) = 16.05 г/моль.
   • Молекулярная масса хлорметана (CH₃Cl) = 12.01 г/моль (углерод) + 3 * 1.01 г/моль (водород) + 35.45 г/моль (хлор) = 50.46 г/моль.

2. Вычислим, сколько моль хлорметана можно было получить из 8 г метана: Моль метана = масса / молекулярная масса = 8 г / 16.05 г/моль ≈ 0.498 моль.

3. По уравнению реакции хлорирования метана 1 моль метана даёт 1 моль хлорметана (при полной хлорировании).

4. Масса теоретически возможного хлорметана: Масса хлорметана = моль хлорметана * молекулярная масса хлорметана = 0.498 моль * 50.46 г/моль ≈ 25.12 г.

5. Массовая доля выхода хлорметана: Массовая доля = (фактическая масса хлорметана / теоретическая масса хлорметана) * 100% = (25 г / 25.12 г) * 100% ≈ 99.53%.

Итак, массовая доля выхода хлорметана от теоретически возможного составляет около 99.53%.