номер 5, страница 230 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5.Рассчитайте массу уксусной кислоты, которую можно получить каталитическим окислением $1 \text{ м}^3$ бутана $(\text{н. у.})$, если выход продукта реакции составляет $95 \%$.

Дано:
$V(\text{C}_4\text{H}_{10}) = 1\text{ м}^3 = 1000\text{ л}$
$\eta = 95\,\% \text{ (или } 0{,}95\text{)}$
$V_m = 22{,}4\text{ л/моль}$
Найти: $m(\text{CH}_3\text{COOH})$

Решение:

Запишем уравнение каталитического окисления бутана:
$$2\text{C}_4\text{H}_{10} + 5\text{O}_2 \xrightarrow{kat, t, p} 4\text{CH}_3\text{COOH} + 2\text{H}_2\text{O}$$

Определим количество вещества вступившего в реакцию бутана:
$$n(\text{C}_4\text{H}_{10}) = \frac{V(\text{C}_4\text{H}_{10})}{V_m} = \frac{1000\text{ л}}{22{,}4\text{ л/моль}} \approx 44{,}643\text{ моль}$$

По уравнению реакции соотношение количеств бутана и уксусной кислоты равно $2 : 4$ (или $1 : 2$). Следовательно, теоретическое количество образовавшейся кислоты составляет:
$$n_{\text{теор}}(\text{CH}_3\text{COOH}) = 2 \cdot n(\text{C}_4\text{H}_{10}) = 2 \cdot 44{,}643\text{ моль} \approx 89{,}286\text{ моль}$$

С учетом выхода продукта ($\eta = 95\,\%$) найдем практическое количество вещества уксусной кислоты:
$$n_{\text{практ}}(\text{CH}_3\text{COOH}) = n_{\text{теор}}(\text{CH}_3\text{COOH}) \cdot \eta = 89{,}286\text{ моль} \cdot 0{,}95 \approx 84{,}822\text{ моль}$$

Молярная масса уксусной кислоты:
$$M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 12 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 2 = 60\text{ г/моль}$$

Рассчитаем массу полученной уксусной кислоты:
$$m(\text{CH}_3\text{COOH}) = n_{\text{практ}}(\text{CH}_3\text{COOH}) \cdot M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 84{,}822\text{ моль} \cdot 60\text{ г/моль} \approx 5089{,}3\text{ г} \approx 5{,}09\text{ кг}$$

Ответ: $5{,}09\text{ кг}$