10

Решение:

Задача на расчет выхода продукта реакции.

1. Запишем уравнение реакции:

   Получение метанола из оксида углерода(II) и водорода:

   CO + 2H₂ → CH₃OH

2. Рассчитаем теоретический объем водорода:

   Из уравнения реакции видно, что для получения 1 моль метанола (CH₃OH) требуется 2 моль водорода (H₂). Молярный объем газов при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л/моль.

   Из 112 л (н.у.) оксида углерода(II) должно было образоваться:

   По реакции 1 моль CO (22,4 л) требует 2 моль H₂ (2 * 22,4 = 44,8 л).

   Чтобы получить 1 моль CH₃OH (22,4 л), нужно 1 моль CO (22,4 л) и 2 моль H₂ (44,8 л).

   Если у нас есть 112 л CO, то теоретически может образоваться:

   Количество вещества CO = rac{112 ext{ л}}{22.4 ext{ л/моль}} = 5 ext{ моль}

   Тогда теоретически может образоваться 5 моль метанола.

   Теоретический объем метанола = 5 моль * 22,4 л/моль = 112 л (при н.у.).

   Важно: в условии сказано, что реакция идет с избытком водорода. Это значит, что оксид углерода(II) является лимитирующим реагентом, и именно по нему мы считаем теоретический выход.

   Теоретический выход метанола из 112 л CO составит 112 л (т.к. соотношение CO : CH₃OH = 1:1).

3. Рассчитаем теоретическую массу метанола:

   Молярная масса метанола (CH₃OH):

   M(CH₃OH) = 12.01 (C) + 4 * 1.01 (H) + 16.00 (O) = 12.01 + 4.04 + 16.00 = 32.05 г/моль.

   Теоретическая масса метанола = количество вещества (моль) * молярная масса (г/моль)

   Теоретическая масса = 5 моль * 32.05 г/моль = 160.25 г.

4. Рассчитаем выход продукта реакции (в %):

   Фактический выход продукта = 88 г.

   Формула выхода продукта:

   ext{Выход} ( ext{%}) = rac{ ext{Фактический выход}}{ ext{Теоретический выход}} imes 100 ext{%}

   ext{Выход} ( ext{%}) = rac{88 ext{ г}}{160.25 ext{ г}} imes 100 ext{%} ext{ ≈ } 54.9 ext{%}

Округлим до целого числа.

Ответ: 55%