Какой объем бутана можно получить из 20 г хлорэтана, если выход продукта реакции составляет 25%?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно воспользоваться stoichiometry (стехиометрией) и формулой для расчета массы продукта реакции. Рассмотрим реакцию, в которой хлорэтан (C2H5Cl) превращается в бутан (C4H10).

Предположим, что реакция протекает по следующей схеме:

C2H5Cl → C4H10 (бутан)

1. Найдем молекулярную массу хлорэтана (C2H5Cl):

   • Углерод (C) имеет атомную массу 12 г/моль.

   • Водород (H) — 1 г/моль.

   • Хлор (Cl) — 35,5 г/моль.

   Масса молекулы C2H5Cl:

   $$(2 \times 12) + (5 \times 1) + 35,5 = 24 + 5 + 35,5 = 64,5 \, \text{г/моль}$$

2. Найдем количество молей хлорэтана, которое содержится в 20 г:

   $$n = \frac{\text{масса вещества}}{\text{молекулярная масса}} = \frac{20}{64,5} \approx 0,310 \, \text{моль}$$

3. По уравнению реакции видно, что из одного моля хлорэтана получается 1 моль бутана.

   То есть, из 0,310 моль хлорэтана получится 0,310 моль бутана.

4. Найдем массу получаемого бутана. Масса бутана вычисляется по формуле:

   $$m = n \times M$$

   где M — молекулярная масса бутана (C4H10).

   Молекулярная масса бутана:

   $$(4 \times 12) + (10 \times 1) = 48 + 10 = 58 \, \text{г/моль}$$

   Масса бутана:

   $$m = 0,310 \, \text{моль} \times 58 \, \text{г/моль} = 17,98 \, \text{г}$$

5. Учитывая, что выход продукта реакции составляет 25%, реальный выход будет равен 25% от 17,98 г.

   $$25\% \, \text{от} \, 17,98 \, \text{г} = 0,25 \times 17,98 = 4,495 \, \text{г}$$

Ответ: из 20 г хлорэтана при 25% выходе можно получить примерно 4,495 г бутана.