10. Уксусная кислота – один из важнейших продуктов химической промышленности. Один из способов её промышленного производства – взаимодействие метанола с оксидом углерода (II) в присутствии катализатора. Сколько килограммов уксусной кислоты можно получить из 200 кг метанола, если выход продукта реакции составляет 90%? Запишите подробное решение в поле ответа.

Для решения этой задачи, нам потребуется уравнение реакции получения уксусной кислоты из метанола и оксида углерода (II). Реакция протекает следующим образом: $$CH_3OH + CO \rightarrow CH_3COOH$$ 1. Определим молярные массы метанола ($$CH_3OH$$) и уксусной кислоты ($$CH_3COOH$$). * Молярная масса метанола ($$M(CH_3OH)$$): $$M(CH_3OH) = 12 (C) + 3(H) + 16 (O) + 1(H) = 12 + 3 + 16 + 1 = 32 \ г/моль$$ * Молярная масса уксусной кислоты ($$M(CH_3COOH)$$): $$M(CH_3COOH) = 12 (C) + 3(H) + 12(C) + 16 (O) + 16(O) + 1(H) = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60 \ г/моль$$ 2. Определим количество вещества метанола, которое вступило в реакцию. * Количество вещества ($$n$$) рассчитывается по формуле: $$n = \frac{m}{M}$$, где $$m$$ - масса вещества, $$M$$ - молярная масса вещества. $$n(CH_3OH) = \frac{200 \ кг}{32 \ г/моль} = \frac{200000 \ г}{32 \ г/моль} = 6250 \ моль$$ 3. По уравнению реакции, 1 моль метанола образует 1 моль уксусной кислоты. Следовательно, количество вещества уксусной кислоты будет равно количеству вещества метанола. * $$n(CH_3COOH) = n(CH_3OH) = 6250 \ моль$$ 4. Определим теоретическую массу уксусной кислоты, которая должна образоваться. * $$m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \cdot M(CH_3COOH) = 6250 \ моль \cdot 60 \ г/моль = 375000 \ г = 375 \ кг$$ 5. Учитываем выход продукта реакции, который составляет 90%. * Фактическая масса продукта = Теоретическая масса продукта \cdot Выход продукта * $$m_{практическая}(CH_3COOH) = 375 \ кг \cdot 0.90 = 337.5 \ кг$$ Ответ: 337.5 кг уксусной кислоты можно получить из 200 кг метанола, если выход продукта реакции составляет 90%.