Какова масса нитрометана, образующегося при реакции 32 граммов метана с 63 граммами азотной кислоты?

Для решения данной задачи необходимо применить концепцию стехиометрии, которая связывает количество реагентов и продуктов в химической реакции.

1. Сначала определим уравнение реакции между метаном (CH4) и азотной кислотой (HNO3):

CH4 + HNO3 → CH3NO2 + H2O

Здесь метан и азотная кислота реагируют, образуя нитрометан и воду.

2. Найдем молярную массу метана (CH4) и азотной кислоты (HNO3):

Масса метана (CH4) = 32 г/моль (молярная масса метана)

Масса азотной кислоты (HNO3) = 63 г/моль (молярная масса азотной кислоты)

3. Рассчитаем количество вещества (в молях) метана и азотной кислоты, используя их молекулярные массы и массы, данной в задаче:

Количество вещества метана = масса метана / молярная масса метана

Количество вещества азотной кислоты = масса азотной кислоты / молярная масса азотной кислоты

Подставим значения:

Количество вещества метана = 32 г / 16 г/моль = 2 моль

Количество вещества азотной кислоты = 63 г / 63 г/моль = 1 моль

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, определим соотношение между количеством вещества метана и нитрометана. В данном случае коэффициент перед метаном равен 1, а перед нитрометаном – 1:

1 моль CH4 → 1 моль CH3NO2

Таким образом, поскольку у нас 2 моля метана, согласно уравнению реакции, образуется такое же количество нитрометана.

5. Найдем массу нитрометана, образующегося при данной реакции:

Масса нитрометана = количество вещества нитрометана × молярная масса нитрометана

Узнаем молярную массу нитрометана:
Масса нитрометана (CH3NO2) = мольная масса воды (16 г/моль) + масса азота (14 г/моль) + 3 × масса водорода (3 × 1 г/моль) = 61 г/моль

Теперь подставим значения в формулу:
Масса нитрометана = 2 моль × 61 г/моль = 122 г

Таким образом, масса нитрометана, образующегося при данной реакции метана и азотной кислоты, составляет 122 г.