Каковы объем и масса полученного нитроэтана при реакции этана объемом 44,8 л (н. у. ) с азотной кислотой, если выход

Для решения этой задачи нам пригодятся знания о стехиометрии реакций и применение массовых и объемных соотношений.

Начнем с записи уравнения реакции между этаном и азотной кислотой:

\[C_2H_6 + 4HNO_3 → 2CO_2 + 4H_2O + 2N_2O_5\]

Из уравнения видно, что одна молекула этана реагирует с 4 молекулами азотной кислоты. Также известно, что образуется 2 молекулы диоксида углерода (CO2), 4 молекулы воды (H2O) и 2 молекулы пентоксида динитрогена (N2O5).

Мы хотим вычислить объем и массу полученного нитроэтана. Из уравнения реакции видно, что на каждые 2 молекулы пентоксида динитрогена образуется одна молекула нитроэтана (C2H6).

1. Рассчитаем число молекул пентоксида динитрогена (N2O5) в реакции. Для этого воспользуемся формулой:

\[(моль N2O5) = \frac{(масса N2O5)}{(молярная масса N2O5)}\]

Согласно условию задачи, выход составляет 102 грамма. Молярная масса пентоксида динитрогена равна 108.01 г/моль.

\[(моль N2O5) = \frac{102}{108.01} = 0.9443\ моль\]

2. Рассчитаем число молекул нитроэтана (C2H6) в реакции. По уравнению реакции, каждые 2 молекулы пентоксида динитрогена образуют одну молекулу нитроэтана.

\[(моль C2H6) = \frac{1}{2} \cdot (моль N2O5) = \frac{1}{2} \cdot 0.9443 = 0.4721\ моль\]

3. Рассчитаем объем нитроэтана (C2H6) при нормальных условиях (н. у.). Один моль любого газа занимает объем 22.4 л при нормальных условиях. Также из уравнения реакции видно, что на каждую молекулу нитроэтана приходится одна молекула этана.

\[(V_{нитроэтан}) = (V_{этан}) = (моль C2H6) \cdot (22.4\ л) = 0.4721 \cdot 22.4 = 10.568\ л\]

Таким образом, объем полученного нитроэтана составляет 10.568 л при нормальных условиях.

4. Рассчитаем массу нитроэтана (C2H6) с помощью массовых соотношений. По уравнению реакции, каждые 2 молекулы пентоксида динитрогена образуют одну молекулу нитроэтана массой 30 г/моль.

\[(масса C2H6) = (моль C2H6) \cdot (молярная\ масса\ C2H6) = 0.4721 \cdot 30 = 14.163\ г\]

Таким образом, масса полученного нитроэтана составляет 14.163 г.

В итоге, объем полученного нитроэтана равен 10.568 л при нормальных условиях, а его масса составляет 14.163 г.