Question

какой объем водорода можно получить при взаимодействии 100 г метанола с металлическим натрием массой 60 г

Answer 1

Реакция между метанолом (CH₃OH) и металлическим натрием (Na) приведет к образованию водорода (H₂) и натриевого метанолата (CH₃ONa) в соответствии с химическим уравнением:

2CH₃OH + 2Na → 2CH₃ONa + H₂

Сначала определим количество вещества метанола (CH₃OH) и натрия (Na) в реакции.

Молярная масса CH₃OH: C = 12.01 г/моль H = 1.01 г/моль O = 16.00 г/моль

Молярная масса CH₃OH = 12.01 + 3 * 1.01 + 16.00 = 32.04 г/моль

Масса 100 г метанола содержит количество вещества:

Количество вещества CH₃OH = масса / молярная масса = 100 г / 32.04 г/моль ≈ 3.12 моль

Молярная масса Na = 22.99 г/моль (округлим до 23.00 г/моль для упрощения расчетов)

Масса 60 г натрия содержит количество вещества:

Количество вещества Na = масса / молярная масса = 60 г / 23.00 г/моль ≈ 2.61 моль

Согласно уравнению реакции, одна моль метанола (CH₃OH) реагирует с одной молью натрия (Na), образуя одну моль водорода (H₂). Таким образом, меньшее количество вещества (ограничивающий реагент) определяет количество водорода, которое может быть получено.

Из рассчитанных значений видно, что количество вещества Na (2.61 моль) меньше, чем количество вещества CH₃OH (3.12 моль). Это означает, что натрий (Na) является ограничивающим реагентом.

Для расчета количества образовавшегося водорода используем соотношение 2:1 между CH₃OH и H₂ по уравнению реакции.

Из 3.12 моль CH₃OH образуется:

3.12 моль CH₃OH * (1 моль H₂ / 2 моль CH₃OH) = 1.56 моль H₂

Теперь найдем массу полученного водорода:

Молярная масса H₂ = 2 * 1.01 г/моль = 2.02 г/моль

Масса H₂ = количество вещества * молярная масса = 1.56 моль * 2.02 г/моль ≈ 3.15 г

Таким образом, при реакции 100 г метанола с 60 г металлического натрия можно получить примерно 3.15 г водорода.