Question

ДАЮ 30 БАЛЛОВ!!!!!!! При нітруванні метану нітратною кислотою утворюється нітрометан та вода. Складіть рівняння цієї реакції та розрахуйте, яку масу нітрометану можна добути при нітруванні метану масою 32 г.

Answer 1

Ответ:

Реакція нітрування метану (CH₄) нітратною кислотою (HNO₃) виглядає наступним чином:

CH₄ + 4HNO₃ -> CH₃NO₂ + 4H₂O

У рівнянні вище ми бачимо, що 1 моль метану (CH₄) реагує з 4 молями нітратної кислоти (HNO₃), утворюючи 1 моль нітрометану (CH₃NO₂) та 4 молі води (H₂O).

1 моль CH₄ має масу приблизно 16 г (маса водню).

Тому 32 г метану буде містити 32 г / 16 г/моль = 2 моля метану.

Відповідно до рівняння реакції, 2 моля метану утворюють 2 молі нітрометану (CH₃NO₂).

Тепер, щоб розрахувати масу нітрометану (CH₃NO₂), вам потрібно знати його молекулярну масу. Молекулярна маса CH₃NO₂ дорівнює сумі мас атомів у молекулі:

M(CH₃NO₂) = M(C) + 3*M(H) + M(N) + 2*M(O)

M(CH₃NO₂) = 12.01 g/mol + 3*1.01 g/mol + 14.01 g/mol + 2*16.00 g/mol = 61.03 g/mol

Отже, маса 2 молей нітрометану дорівнює:

2 молі * 61.03 г/моль = 122.06 г

Таким чином, при нітруванні 32 г метану, можна отримати приблизно 122.06 г нітрометану.

Answer 2

Нітро-метан + нітратна кислота -> метанол + вода

CH4 (метан) + HNO3 (нітратна кислота) -> CH3NO2 (нітро-метан) + H2O (вода)

Розрахунок маси нітро-метану:

1 моль CH4 має молярну масу 16 г/моль (внаслідок того, що водні і атоми вуглецю мають атомні маси 1 г/моль і 12 г/моль відповідно).

32 г метану (32 г/моль) / 16 г/моль = 2 моля метану

Тому за реакцією 2 моля метану дають 2 моля нітро-метану:

2 моля CH4 -> 2 моля CH3NO2

Молярна маса нітро-метану складає 61 г/моль (порівну з атомними масами водню, азоту та вуглецю, які становлять відповідно 1 г/моль, 14 г/моль та 12 г/моль).

Тому можна розрахувати масу нітро-метану:

2 моля CH3NO2 * 61 г/моль = 122 г

Таким чином, за нітрування 32 г метану можна отримати 122 г нітро-метану.