Задание №28 — Типы расчётных задач

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции получения метанола из синтез-газа (смеси угарного газа и водорода):
CO + 2H₂ → CH₃OH

2. Рассчитаем количество вещества угарного газа (CO), вступившего в реакцию. Для этого используем формулу для объема газа при нормальных условиях (н.у.):
n(CO) = V / V_m = 19,94 л / 22,4 л/моль = 0,89018... моль.
Округлим для промежуточных расчетов до 0,89 моль.

3. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества метанола (CH₃OH), которое должно было получиться из данного объема угарного газа. Коэффициенты перед CO и CH₃OH равны (1:1), следовательно:
n_теор(CH₃OH) = n(CO) = 0,89 моль.

4. Вычислим теоретическую массу метанола, которую мы ожидали получить при 100%-ном выходе. Молярная масса метанола M(CH₃OH) = 12 + 1*3 + 16 + 1 = 32 г/моль:
m_теор(CH₃OH) = n_теор * M = 0,89 моль * 32 г/моль = 28,48 г.
(Если использовать более точное значение n = 0,89018, то m_теор = 28,4857... г).

5. Теперь найдем выход продукта реакции (η). Выход — это отношение массы фактически полученного вещества к его теоретически возможной массе, выраженное в процентах:
η = (m_практ / m_теор) * 100%
η = (12,8 г / 28,4857 г) * 100% = 0,4493... * 100% = 44,93...%

6. Согласно условию задачи, результат необходимо округлить до целого числа. При округлении 44,93% получаем 45%.

Ответ: 45

Источник: ФИПИ