при взаимодействии 120 г уксусной кислоты с хлором получили 120 г хлоруксусной кислоты. рассчитайте массовую долю выхода продукта реакции

Давайте подробно решим задачу и объясним каждый шаг.

Дано:

• Масса уксусной кислоты (начальная): \( m_{уксусной} = 120\,г \)
• Масса полученной хлоруксусной кислоты: \( m_{продукта} = 120\,г \)

Нам нужно найти: Массовую долю выхода продукта реакции.

Шаг 1. Запишем уравнение реакции

Реакция хлорирования уксусной кислоты: \[ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{Cl-CH}_2\text{COOH} + \text{HCl} \]

Проще говоря, уксусная кислота реагирует с хлором, образуя хлоруксусную кислоту.

Шаг 2. Определим молярные массы веществ

• Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH):
  \[ 12.01\,(C) + 3 \times 1.008\,(H) + 12.01\,(C) + 16\, (O) \times 2 = 60.05\,г/моль \]

• Молярная масса хлоруксусной кислоты (Cl-CH₂-COOH):
  \[ 35.45\,(Cl) + 2 \times 1.008\,(H) + 12.01\,(C) + 16\,(O) \times 2 = 94.49\,г/моль \]

Шаг 3. Определим молярное количествоначальной уксусной кислоты

Количество вещества уксусной кислоты: \[ n_{уксусной} = \frac{m_{уксусной}}{M_{уксусной}} = \frac{120\,г}{60.05\,г/моль} \approx 2\,моль \]

Шаг 4. Взвесим теоретический выход

Поскольку реакция идёт по 1:1 (один моль уксусной кислоты реагирует с 1 моль хлора и образует 1 моль хлоруксусной кислоты), то:

• Теоретически, из 2 моль уксусной кислоты максимум может образоваться 2 моль хлоруксусной кислоты.

Масса теоретического выхода: \[ m_{теоретическая} = n_{хлоруксусной} \times M_{хлоруксусной} = 2\,моль \times 94.49\,г/моль \approx 188.98\,г \]

Шаг 5. Рассчитаем фактический выход

Нам дали, что фактическая масса продукта — 120 г. Тогда масса полученной хлоруксусной кислоты — 120 г.

Шаг 6. Найдём массовую долю выхода

Масса теоретического продукта: 188.98 г.

Масса фактического продукта: 120 г.

Массовая доля выхода реакции: \[ \eta = \frac{\text{фактический выход}}{\text{теоретический выход}} \times 100\% \]

\[ \eta = \frac{120\,г}{188.98\,г} \times 100\% \approx 63.44\% \]

Ответ:

Массовая доля выхода продукта реакции составляет примерно 63,4%.