Для получения метанола использовали оксид углерода (II) объемом 2 м3 и водород 5 м3 (н. у.). Получено...

Для решения задачи по определению выхода продукта в процессе получения метанола из оксида углерода (II) и водорода, необходимо пройти несколько шагов:

1. Химическая реакция:
   Реакция получения метанола из оксида углерода (II) и водорода описывается следующим уравнением: [ \text{CO} + 2\text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} ]

2. Исходные данные:

   • Объем оксида углерода (II), (\text{CO}) = 2 м³
   • Объем водорода, (\text{H}_2) = 5 м³
   • Получено 2,04 кг метанола, (\text{CH}_3\text{OH})

3. Расчет количества вещества:
   При нормальных условиях (н. у.) объем одного моля газа составляет 22,4 литра (или 0,0224 м³). Следовательно, количество вещества можно рассчитать как: [ n(\text{CO}) = \frac{2 \, \text{м}^3}{0,0224 \, \text{м}^3/\text{моль}} = 89,29 \, \text{моль} ] [ n(\text{H}_2) = \frac{5 \, \text{м}^3}{0,0224 \, \text{м}^3/\text{моль}} = 223,21 \, \text{моль} ]

4. Ограничивающий реагент:
   Согласно стехиометрии реакции, 1 моль (\text{CO}) реагирует с 2 молями (\text{H}_2). Проверим, какой реагент является ограничивающим: [ n(\text{H}_2) \, \text{требуемое} = 2 \cdot n(\text{CO}) = 2 \cdot 89,29 = 178,58 \, \text{моль} ] [ n(\text{H}_2) \, \text{имеющееся} = 223,21 \, \text{моль} ] Поскольку 178,58 моль (\text{H}_2) меньше, чем имеющееся количество, (\text{CO}) является ограничивающим реагентом.

5. Теоретический выход метанола:
   Поскольку 1 моль (\text{CO}) дает 1 моль (\text{CH}_3\text{OH}), теоретическое количество метанола: [ n(\text{CH}_3\text{OH}) = n(\text{CO}) = 89,29 \, \text{моль} ] Молярная масса метанола (\text{CH}3\text{OH}) = 32 г/моль. Следовательно, теоретическая масса метанола: [ m{\text{теоретическое}} = n(\text{CH}_3\text{OH}) \cdot M(\text{CH}_3\text{OH}) = 89,29 \cdot 32 = 2857,28 \, \text{г} = 2,857 \, \text{кг} ]

6. Реальный выход продукта:
   Реальный выход метанола составил 2,04 кг. Определяем процентный выход: [ \text{Выход} = \left( \frac{m{\text{реальное}}}{m{\text{теоретическое}}} \right) \cdot 100\% = \left( \frac{2,04}{2,857} \right) \cdot 100\% \approx 71,41\% ]

Таким образом, выход метанола в данном процессе составляет примерно 71,41%.

Для определения выхода продукта необходимо сначала рассчитать количество вещества, которое потребовалось для реакции получения метанола.

Сначала определим количество вещества оксида углерода (II) в моль:

V(CO) = 2 м3 n(CO) = V/22.4 = 2/22.4 ≈ 0.089 моль

Затем определим количество вещества водорода в моль:

V(H2) = 5 м3 n(H2) = V/22.4 = 5/22.4 ≈ 0.223 моль

Согласно уравнению реакции: CO + 2H2 -> CH3OH

Из уравнения видно, что каждый моль оксида углерода (II) идет на образование одного моля метанола, поэтому количество метанола, произведенного в реакции, равно количеству вещества оксида углерода (II) в моль.

Таким образом, количество метанола, полученного в реакции, составляет 0.089 моль.

Молярная масса метанола (CH3OH) составляет примерно 32 г/моль. Следовательно, масса 0.089 моль метанола составляет:

m(CH3OH) = n(CH3OH) MM(CH3OH) = 0.089 32 ≈ 2.85 г

Поскольку фактически получено 2.04 кг (или 2040 г) метанола, выход продукта составляет:

Выход продукта = (2.04 / 2.85) * 100 ≈ 71.58%

Таким образом, выход продукта составляет примерно 71.58%.