Номер 174, страница 116 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.174. Вычислите объём метана (н. у.), который получится при сплавлении 50 г ацетата натрия с избытком гидроксида натрия.

Дано:

$m(\text{CH}_3\text{COONa}) = 50 \text{ г}$

Гидроксид натрия ($\text{NaOH}$) взят в избытке.

Найти:

$V(\text{CH}_4) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции сплавления ацетата натрия с гидроксидом натрия (реакция Дюма), в результате которой образуется метан и карбонат натрия:

$\text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \xrightarrow{\text{t}} \text{CH}_4 \uparrow + \text{Na}_2\text{CO}_3$

2. Рассчитаем молярную массу ацетата натрия ($M(\text{CH}_3\text{COONa})$). Для этого используем значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел: $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{Na})=23$.

$M(\text{CH}_3\text{COONa}) = 2 \cdot Ar(\text{C}) + 3 \cdot Ar(\text{H}) + 2 \cdot Ar(\text{O}) + 1 \cdot Ar(\text{Na}) = 2 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 1 \cdot 23 = 82 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества ацетата натрия ($n$) в 50 г:

$n(\text{CH}_3\text{COONa}) = \frac{m(\text{CH}_3\text{COONa})}{M(\text{CH}_3\text{COONa})} = \frac{50 \text{ г}}{82 \text{ г/моль}} \approx 0.6098 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль ацетата натрия образуется 1 моль метана. Поскольку гидроксид натрия находится в избытке, ацетат натрия является лимитирующим реагентом. Следовательно, количество вещества метана будет равно количеству вещества ацетата натрия:

$n(\text{CH}_4) = n(\text{CH}_3\text{COONa}) \approx 0.6098 \text{ моль}$

5. Вычислим объем метана при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) составляет $22.4 \text{ л/моль}$.

$V(\text{CH}_4) = n(\text{CH}_4) \cdot V_m \approx 0.6098 \text{ моль} \cdot 22.4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 13.66 \text{ л}$

Округлим полученное значение до десятых.

Ответ: $13.7 \text{ л}$.