Какой процент от теоретически возможного выхода продукта образовался при сгорании 138 г этанола в 134.4 л озона

Для решения данной задачи, нам необходимо посчитать процент от теоретического выхода продукта, который образуется при сгорании данного количества этанола и образовании озона и воды.

Сначала вычислим количество двуокиси азота (\(N_2O\)), которое можно образовать при сгорании этанола. Для этого найдем количество моль этанола, применяя молярную массу этанола, и затем рассчитаем количество моль двуокиси азота, используя уравнение сгорания этанола:

\[C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O\]

Молярная масса этанола (\(C_2H_5OH\)) равна 46 г/моль, поэтому масса 138 г этанола составляет:

\[n_{C_2H_5OH} = \frac{{\text{{масса этанола}}}}{{\text{{молярная масса этанола}}}} = \frac{{138}}{{46}} = 3\]

Таким образом, имеем 3 моля этанола. Согласно уравнению сгорания, каждый моль этанола даёт 1 молекулу двуокиси азота. Поскольку каждая молекула двуокиси азота состоит из двух атомов азота, то образуется 2 мола атомов азота.

Рассчитаем количество газа волюмом 134,4 л. Поскольку это газ, он должен быть приведен к стандартным условиям (константным для всех газов) при 273,15 К и 1 атм:

\[V_{134.4} = \frac{{273.15}}{{T_{\text{{К}}} }} \times \frac{{P_{\text{{атм}}} }}{{P_{\text{{атм}}} }} \times V_{134.4} = V_{\text{{стандартный}}}\]

Теперь мы можем рассчитать количество азота в стандартных условиях, используя идеальный газовый закон:

\[P_{\text{{атм}}} = \frac{{n \times R \times T_{\text{{К}}} }}{{V_{\text{{стандартный}}} }}\]

где:
\(P_{\text{{атм}}}\) - атмосферное давление (1 атм),
\(R\) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
\(n\) - количество молей газа (2 моля),
\(T_{\text{{К}}}\) - температура в Кельвинах (273,15 К).

Подставив известные значения в формулу, получим:

\[V_{\text{{стандартный}}} = \frac{{2 \times 0.0821 \times 273.15}}{{1}} = 44.97\;л\]

Таким образом, у нас получается 44.97 л азота в стандартных условиях.

Теперь рассчитаем массу азота, зная молярную массу азота (14 г/моль):

\[m_{N} = n_{N} \times M_{N} = 2 \times 14 = 28 \; г\]

Таким образом, масса азота составляет 28 г.

Если рассмотреть образование воды, то из уравнения сгорания видно, что каждый моль этанола даёт 3 молекулы воды. Таким образом, образуется 3 моля воды, что составляет 3 молярные массы воды:

\[m_{H_2O} = n_{H_2O} \times M_{H_2O} = 3 \times 18 = 54 \; г\]

Таким образом, масса воды составляет 54 г.

Теперь можно рассчитать общий теоретический выход продукта, который образуется при сгорании данного количества этанола.

Общая масса продукта равна сумме масс азота и воды:

\[m_{\text{{продукта}}} = m_{N} + m_{H_2O} = 28 + 54 = 82 \; г\]

Наконец, найдем процент от теоретического выхода продукта, который образуется при сгорании:

\[\text{{процент выхода}} = \frac{{\text{{фактически образованная масса продукта}}}}{{\text{{теоретически возможная масса продукта}}}} \times 100\%\]

Подставим известные значения:

\[\text{{процент выхода}} = \frac{{90}}{{82}} \times 100\% \approx 109.76\%\]

Округлим до двух десятичных знаков:

\[\text{{процент выхода}} \approx 109.76\%\]

Таким образом, процент от теоретически возможного выхода продукта составляет около 109.76%.