При нагревании иодметана массой 2,84 г с 0.69 г металлического натрия получен этан, объем которого при...

Для определения массовой доли выхода продукта реакции необходимо учитывать стехиометрию реакции и провести расчёты для теоретического и фактического выхода продукта.

1. Определение уравнения реакции:

   При нагревании иодметана (CH₃I) с металлическим натрием (Na) протекает реакция Вюрца, в результате которой образуется этан (C₂H₆) и йодид натрия (NaI):

   2 CH₃I + 2 Na → C₂H₆ + 2 NaI

2. Расчёт теоретического количества этана:

   • Определим количество вещества иодметана: [ \text{Молярная масса CH₃I} = 12 (C) + 3 \times 1 (H) + 127 (I) = 142 \, \text{г/моль} ] [ \text{Количество вещества CH₃I} = \frac{2.84 \, \text{г}}{142 \, \text{г/моль}} \approx 0.02 \, \text{моль} ]

   • Определим количество вещества натрия: [ \text{Молярная масса Na} = 23 \, \text{г/моль} ] [ \text{Количество вещества Na} = \frac{0.69 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} \approx 0.03 \, \text{моль} ]

   • Согласно уравнению реакции, 2 моль CH₃I реагируют с 2 моль Na для образования 1 моль C₂H₆. Иодметан является лимитирующим реагентом, потому что его меньше в пересчёте на моли.

   • Из 0.02 моль CH₃I образуется 0.01 моль C₂H₆, согласно стехиометрии реакции.

3. Расчёт фактического выхода этана:

   • Определим количество вещества этана по объёму при н.у.: [ \text{Объём этана} = 179.2 \, \text{мл} = 0.1792 \, \text{л} ] [ \text{Количество вещества этана} = \frac{0.1792 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.008 \, \text{моль} ]

4. Определение массовой доли выхода продукта:

   • Теоретическое количество этана: 0.01 моль

   • Фактическое количество этана: 0.008 моль

   • Массовая доля выхода продукта определяется как отношение фактического количества продукта к теоретическому: [ \text{Массовая доля выхода} = \frac{\text{Фактическое количество}}{\text{Теоретическое количество}} \times 100\% ] [ \text{Массовая доля выхода} = \frac{0.008 \, \text{моль}}{0.01 \, \text{моль}} \times 100\% = 80\% ]

Таким образом, массовая доля выхода этана в данной реакции составляет 80%.

Для решения данной задачи необходимо сначала составить уравнение реакции между иодметаном (CH3I) и натрием (Na). Уравнение реакции будет следующим:

2CH3I + 2Na → 2CH4 + 2NaI

Согласно уравнению, при реакции образуется этан (CH4) и иодид натрия (NaI).

Далее рассчитаем количество вещества иодметана и натрия:

n(CH3I) = m(CH3I) / M(CH3I) = 2.84 г / 141.94 г/моль ≈ 0.02 моль n(Na) = m(Na) / M(Na) = 0.69 г / 22.99 г/моль ≈ 0.03 моль

Так как натрий в данной реакции является ограничивающим реагентом, то его количество определяет количество образовавшегося этана. С учетом коэффициентов в уравнении реакции, получаем, что количество образовавшегося этана также составляет 0.03 моль.

Теперь рассчитаем массу этана:

m(CH4) = n(CH4) M(CH4) = 0.03 моль 16.04 г/моль ≈ 0.48 г

И, наконец, рассчитаем массовую долю выхода продукта реакции:

Массовая доля = (масса образовавшегося продукта / общая масса продуктов) 100% Массовая доля = (0.48 г / (0.48 г + 1.38 г)) 100% ≈ 25.8%

Таким образом, массовая доля выхода продукта реакции (этана) составляет примерно 25.8%.

Массовая доля выхода продукта реакции составляет 85,5%.