Номер 111, страница 41 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.111. Рассчитайте максимальную массу этанола, который можно получить из 80 л (н. у.) этилена.

Дано:

$V(\text{C}_2\text{H}_4) = 80$ л (н.у.)

$V(\text{C}_2\text{H}_4) = 80 \text{ л} = 80 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.08 \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})$ - ?

Решение:

Для решения задачи сначала составим уравнение химической реакции гидратации этилена, в результате которой образуется этанол:

$\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$

Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между этиленом и этанолом составляет 1:1. Это означает, что из 1 моль этилена теоретически можно получить 1 моль этанола.

1. Найдем количество вещества (число молей) этилена $n(\text{C}_2\text{H}_4)$, исходя из его объема при нормальных условиях (н.у.). При н.у. молярный объем любого газа $V_m$ равен 22,4 л/моль.

$n(\text{C}_2\text{H}_4) = \frac{V(\text{C}_2\text{H}_4)}{V_m} = \frac{80 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = \frac{25}{7} \text{ моль}$

2. Так как соотношение реагентов 1:1, количество вещества образовавшегося этанола будет равно количеству вещества вступившего в реакцию этилена:

$n(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = n(\text{C}_2\text{H}_4) = \frac{25}{7} \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу этанола ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$). Используем округленные относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{C}) = 12$, $Ar(\text{H}) = 1$, $Ar(\text{O}) = 16$.

$M(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 2 \cdot Ar(\text{C}) + 6 \cdot Ar(\text{H}) + 1 \cdot Ar(\text{O}) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46$ г/моль

4. Теперь найдем максимальную массу этанола $m(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})$, умножив количество вещества на молярную массу:

$m(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = n(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) \cdot M(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = \frac{25}{7} \text{ моль} \cdot 46 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = \frac{1150}{7} \text{ г} \approx 164.286$ г

Округляем полученное значение до одного знака после запятой.

Ответ: максимальная масса этанола, которую можно получить, составляет $164.3$ г.