Метан объемом 17,92 л (н.у.) хлорировали. Получили смесь хлорметана и дихлорметана общей массой 61,1 г. Метан израсходован полностью. Рассчитайте объемную долю хлорметана в полученной смеси.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Начнем с расчета количества вещества метана, который израсходован:

V = 17,92 л
m = 61,1 г
Молярная масса метана (СН4) = 16 г/моль
Молярная масса хлорметана (CH3Cl) = 50,5 г/моль
Молярная масса дихлорметана (CH2Cl2) = 84,9 г/моль

n_metan = m/M_metan = 61,1 г / 16 г/моль = 3,82 моль

Так как метан полностью использован, то количество метана равно сумме количеств веществ в продуктах реакции:

n_metan = n_chlormetan + n_dichlormetan

Обозначим объемы продуктов в литрах: V_chlormetan и V_dichlormetan

Молярные объемы при н.у. равны, поэтому можно сказать, что n = V/22,4, где 22,4 л/моль - молярный объем газа при нормальных условиях.

И, так как n = V_chlormetan + V_dichlormetan, то можно записать уравнение:

V_chlormetan + V_dichlormetan = V_metan

Подставляем n = V/22,4 в уравнение n_metan = n_chlormetan + n_dichlormetan:

V_metan = 3,82 = V_chlormetan/22,4 + V_dichlormetan/22,4

Теперь, учитывая, что масса смеси равна:

m = m_chlormetan + m_dichlormetan
61,1 г = (V_chlormetan 50,5 г/моль) + (V_dichlormetan 84,9 г/моль)

Решая эти уравнения, найдем V_chlormetan и V_dichlormetan:

V_chlormetan = 4,7 л
V_dichlormetan = 13,22 л

Теперь вычисляем объемную долю хлорметана в смеси:

Объемная доля хлорметана = V_chlormetan / V_metan 100% = (4,7 / 17,92) 100% = 26,29%

Таким образом, объемная доля хлорметана в полученной смеси равна 26,29%.