Как найти массу теоретическую. Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного. Расчет массы продукта реакции, если известен выход продукта реакции

Задачи на выход продукта реакции (9 класс)

Количество продукта, рассчитанное по уравнению реакции, - теоретический выход, соответствует 100%. Но на практике в производстве происходят потери. То есть рассчитывают практический выход, реально полученное вещество (меньше 100%), обозначается η (этта).

η

η

Задача 1. На гашеную известь (Ca (OH

Задача 2 . Сколько фосфорной кислоты можно получить из 10 кг оксида фосфора (V ), если выход кислоты составляет 80% от теоретически возможного?

Задача 3.Определить массу цинка, которую надо израсходовать при взаимодействии с соляной кислотой для получения 50л водорода(н.у), если объемная доля выхода водорода 90%.

Задача 4. Определите объем полученного сероводорода(н.у), если в реакции с водородом израсходовано 100г серы и доля выхода продукта 0,8.

Задача 5. Вычислите массу оксида серы (VI ), который образовался при окислении кислородом оксида серы (IV ) массой 16 г, если выход продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.

№1. При взаимодействии 6,9 г натрия с водой получили 3л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода газа в %.

№2. Из 140 г оксида кальция получили 182 г гидроксида кальция. Вычислите массовую долю выхода гидроксида кальция.

№3. При взаимодействии 11,2 г железа с соляной кислотой выделилось 4,45 л водорода (н. у.). Вычис­ лите объемную долю (в %) выхода водорода от теоре­ тически возможного.

№4. Из 4,08 кг оксида алюминия получили 2 кг алюминия. Вычислите массовую долю (в %) выхода продукта реакции от теоретически возможного.

№5. При восстановлении железа углеродом из 16 г оксида железа ( III ) выделилось 3 л оксида углерода (IV ) (н. у.). Какова объемная доля (в %) выхода окси­ да углерода (IV ) от теоретически возможного?

№6. Вычислите объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного.

№7. Вычислите объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 11,5 г натрия, содержащего 2% примесей, если выход водорода составляет 95% от теоретически возможног

№8. На гашеную известь (Ca (OH ) 2) подействовали 3,15 кг чистой азотной кислотой. Какую массу нитрата кальция получили, если практический выход составляет 0,98 по сравнению с теоретическим?

№9.При термическом разложении 20 г известняка (СаСО 3), содержащего 10% примесей, было получено 3,23 л углекислого газа (н.у.). Вычислите выход углекислого газа от теоретически возможного .

В химии никак не обойтись без массы веществ. Ведь это один из важнейших параметров химического элемента. О том, как найти массу вещества различными способами, мы расскажем Вам в этой статье.

В первую очередь, необходимо найти нужный элемент, воспользовавшись таблицей Менделеева, которую можно скачать в Интернете или купить. Дробные числа под знаком элемента - это его атомная масса. Ее нужно умножить на индекс. Индекс же показывает, какое количество молекул элемента содержится в данном веществе.

1. Когда Вы имеете сложное вещество, то нужно умножить атомную массу каждого элемента вещества на его индекс. Теперь необходимо сложить полученные Вами атомные массы. Измеряется такая масса в единицах грамм/моль (г/моль). Как найти молярную массу вещества, мы покажем на примере вычисления молекулярной массы серной кислоты и воды:

   H2SO4 = (H)*2 + (S) + (O)*4 = 1*2 + 32 + 16*4 = 98г/моль;

   Н2О = (H)*2 + (O) = 1*2 + 16 = 18г/моль.

   Молярная масса простых веществ, которые состоят из одного элемента, рассчитывается таим же способом.

2. Можно вычислить молекулярную массу по существующей таблице молекулярных масс, которую можно скачать в сети Интернет или приобрести в книжном магазине
3. Можно рассчитать молярную массу при помощи формул и приравнять ее к молекулярной массе. Единицы измерения при этом необходимо сменить с «г/моль» на «а.е.м.».

   Когда, например, Вам известны объем, давление, масса и температура по шкале Кельвина (если Цельсия, то необходимо перевести), то узнать, как найти молекулярную массу вещества можно, воспользовавшись уравнением Менделеева-Клайперона:

   M = (m*R*T)/(P*V),

   где R - это универсальная газовая постоянная; M - это молекулярная (молярная масса), а.е.м.

4. Высчитать молярную массу можно при помощи формулы:

   где n - это количество вещества; m - это масса данного вещества. Тут нужно выразить количество вещества при помощи объема (n = V/VM) или числа Авогадро (n = N/NA).

5. Если дано значение объема газа, то найти его молекулярную массу можно, взяв герметичный баллон с известным объемом и откачав из него воздух. Теперь нужно взвесить баллон на весах. Далее, закачать в него газ и снова взвесить. Разность масс пустого баллона и баллона с газом - это масса нужного нам газа.
6. Когда Вам нужно провести процесс криоскопии, то необходимо высчитать молекулярную массу по формуле:

   M = P1*Ek*(1000/Р2*Δtk),

   где P1 - это масса растворенного вещества, г; P2 - это масса растворителя, г; Ek - это криоскопическая постоянная растворителя, узнать которую можно из соответствующей таблицы. Эта постоянная разная для разных жидкостей; Δtk - это разность температур, которую измеряют при помощи термометра.

Теперь Вы знаете, как найти массу вещества, будь оно простым или сложным, в любом агрегатном состоянии.

Алгоритм VII. Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного

Задача VII.1.

Задача VII.2.

Задача VII.3.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача VII.4. Какую массу пропилового спирта потребуется окислить для получения 13,92 г пропионового альдегида, если выход последнего составляет 80% от теоретически возможного?

Задача VII.5. Газ, образующийся при нагревании 29,95 мл предельного одноатомного спирта с концентрированной серной кислотой, присоединяет 8,96 л водорода в присутствии катализатора. Определите молекулярную формулу исходного спирта, если выход углерода составляет 90 % от теоретического

Задача VII.6. Один из методов получения уксусной кислоты заключается в каталитическом окислении бутана. Какую массу раствора уксусной кислоты концентрацией 90% можно получить окислением 100 л бутана, если выход целевого продукта 65%?

Задача VII.7. При гидрировании этилена объемом 20 л (н.у.) получили 18 л этана. Рассчитайте объемную долю выхода этана

Задача VII.8. При пропускании 7 л этилена с водородом над нагретым катализатором получили 6 л этана. Вычислите объемную долю (%) выхода этана от теоретического. Объемы газов измерены при н.у.

Задача VII.9. Вычислите массовую долю в % выхода бензола от теоретически возможного, если известно, что из 11,2 л ацетилена (н.у.) было получено 10 г бензола

Задача VII.10. В лаборатории из 156 г бензола при реакции нитрования было получено 220 г нитробензола. Каков выход нитробензола (%) от теоретически возможного?

Избыток и недостаток реагентов

Далеко не всегда берут пропорциональные количества и массы реагирующих веществ. Часто один из реагентов для реакции берется с избытком , а другой – с недостатком . Очевидно, если в реакции 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О для получения 2 моль Н 2 О взять не 1 моль О 2 и 2 моль Н 2 , а 2 моль Н 2 и 2 моль О 2 , то 1 моль О 2 реагировать не будет и останется в избытке.

Определение реагента, взятого в избытке (например, В), проводят по неравенствам: n A / a < n общ.В /b = (n B + n изб.В)/b , где n общ.В – общее (взятое в избытке) количество вещества, n B – необходимое для реакции количество вещества, т.е. стехиометрическое , и n изб.В – избыточное (не реагирующее) количество вещества В , причем n общ.В = n B + n изб.В.

Вследствие того что избыточное количество реагента В реагировать не будет, расчет получаемых количеств продуктов необходимо проводить только по количеству реагента , взятого в недостатке.

Практический выход продукта

Теоретическим количеством n теор. называется количество продукта реакции, которое получается в соответствии с расчетом по уравнению реакции. Однако в конкретных условиях проведения реакции может произойти то, что продукта образуется меньше, чем ожидалось по результатам уравнения реакции; назовем эту величину практическим количеством n пр.

Практическим выходом продукта называется отношение практического количества продукта В (полученного реально) к теоретическому (рассчитанному по уравнению реакции). Практический выход продукта обозначается как ŋ В : ŋ В = n пр.В /n теор.В (аналогичный вид имеют выражения для массы любого продукта и объема газообразного продукта).

Практический выход продукта представлен долей от единицы или от 100 %.

На практике чаще всего ŋ В < 1 (100 %) из-за того что n пр. < n теор. Если в идеальных условиях n пр. = n теор, то выход становится полным, то есть ŋ В = 1 (100 %) ; он часто называется теоретическим выходом.

Массовая доля вещества в смеси. Степень чистоты вещества

Чаще для проведения реакций берут не индивидуальные вещества, а их смеси, в том числе и природные – минералы и руды. Содержание каждого вещества в смеси выражается посредством его массовой доли.

Отношение массы вещества (m B ) к массе смеси (m см ) получило название массовой доли вещества В (w В) в смеси: w В = m B /m см.

Массовая доля вещества в смеси – это доля от единицы или от 100 %.

Сумма массовых долей всех веществ смеси равна 1 (100 %).

В смеси мы сталкиваемся с двумя видами веществ – основным веществом и примесями . Основным веществом называют вещество (В), которое в смеси находится в преобладающем количестве; все остальные вещества называются примесями , а величину w В считают степенью чистоты основного вещества.

Например, природный карбонат кальция – известняк – может содержать 82 % CaCO 3 . Иными словами, 82 % равна степень чистоты известняка по CaCO 3 . На различные примеси (песок, силикаты и др.) приходится остаток в 18 %.

В полезных ископаемых, рудах, минералах, горных породах, т.е. в природных соединениях, и в продуктах промышленного производства примеси содержатся всегда.

Степень очистки химических реагентов может быть разной. По уменьшению процентного содержания примесей качественно различают следующие типы реактивов: «чистые», «технические», «химически чистые», «чистые для анализа», «особо чистые». Например, 99, 999 % основного вещества (H 2 SO 4) содержит «химически чистая» серная кислота . Следовательно, в серной кислоте лишь 0,001 % примесей.

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Три варианта задач: 1.Даны массы исходного вещества и продукта реакции. Определить выход продукта реакции. 2.Даны массы исходного вещества и выход продукта реакции. Определить массу продукта. 3.Даны массы продукта и выход продукта. Определить массу исходного вещества.

Дано: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г Найти: ω вых (Zn) - ? Решение: 3ZnO + 2Al = 3Zn + Al 2 O 3 3 моль Прочитаем задачу, запишем условие (дано, найти),составим уравнение реакции (поставим коэффициенты), подчеркнем, что дано в задаче, что нужно найти, под подчеркнутыми веществами запишем их количество вещества по уравнению (моль) При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4г получили 24 г цинка. Найдите массовую долю выхода продукта реакции.

Дано: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г Найти: ω вых (Zn) - ? М(ZnO)=81г/моль Решение: 0,4 моль х 3ZnO + 2Al = 3Zn + Al 2 O 3 3 моль Найдем количество вещества ZnO по формуле: =m/М. Подпишем его количество вещества над ним в уравнении. Над Zn подпишем х. Найдем х составив и решив пропорцию. (ZnО)=32,4/81 = 0,4 моль 0,4/3 = х/3 х = 0,4 моль – это теоретическое количество вещества найденное по уравнению

Дано: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г Найти: ω вых (Zn) - ? М(ZnO)=81г/моль М(Zn)=65 г/моль Решение: 0,4 моль х 3ZnO + 2Al = 3Zn + Al 2 O 3 3 моль Переведем полученное количество вещества Zn в массу по формуле: m = M m(Zn) =0,4 моль × 65 г/моль = 26 г – это теоретическая масса Zn. В задаче в условии дана практическая масса 24 г. Теперь найдем долю выхода продукта от теоретического возможного. ω вых = = = 0, 92 (или 92%) m пр (Zn) m теор (Zn) 24 г 26 г Ответ: ω вых = 92 %

Дано: m (Al(OH) 3)= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3) = 92% Найти: m пр (Al 2 O 3) - ? М(Al(OH) 3)= 78 г/моль Решение: 0,3 моль х 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O 2 моль 1 моль Определите массу оксида алюминия, которая может быть получена из 23,4 г гидроксида алюминия, если выход реакции составляет 92% от теоретически возможного. М(Al 2 O 3) = 102 г/моль (Al(OH) 3)= 23,4 г/78 г/моль = 0,3 моль 0,3/2 = х/1 х = 0,15 моль m теор. (Al 2 O 3) = n M = 0,15 моль 102 г/моль = 15,3 г m пр. (Al 2 O 3) = 15,3 г× 0,92 = 14 г Ответ: m пр. (Al 2 O 3) = 14 г

При действии оксида углерода (II) на оксид железа (III) получено железо массой 11,2 г. Найдите массу использованного оксида железа (III), учитывая, что доля выхода продуктов реакции составляет 80% от теоретически возможного. Дано: m пр (Fe) = 11,2 г ω вых (Fe) = 80% Найти: M (Fe 2 O 3) - ? Решение: Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 1 моль 2 моль m теор = = =14 г m пр (Fe) ω вых (Fe) 11,2 г 0, 8

Дано: m пр (Fe) = 11,2 г ω вых (Fe) = 80% Найти: m(Fe 2 O 3) - ? M (Fe) = 56 г/моль М (Fe 2 O 3) =160 г/моль Решение: х 0,25 моль Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 1 моль 2 моль Найденную теоретическую массу железа переведем в количество вещества по формуле: = m/М ((Fe) = 14 г /56 г/моль = 0,25 моль Напишем это количество железа над ним в уравнении, над оксидом напишем х. Решим пропорцию: х/1 = 0,25/2, х = 0,125 моль Теперь переведем в массу по формуле: m = ×М m(Fe 2 O 3) = 0,125 моль × 160 г/моль = 20 г Ответ: m(Fe 2 O 3) = 20 г

Задачи для самостоятельного решения 1.Для получения осадка сульфата бария была взята серная кис­лота массой 490 г. Массовая доля выхода соли от теоретически возможного составила 60 %. Какова масса полученного сульфата бария? 2.Вычислить выход нитрата аммония в % от теоретически возможного, если при пропускании 85 г аммиака через раствор азотной кислоты, было получено 380 г соли 3.В результате каталитического окисления оксида серы (IV) массой 16 кг избытком кислорода образуется оксид серы (VI). Вычислите массу продукта реакции, если доля его выхода 80% от теоретически возможного. 4.Вычислите массу азотной кислоты, которую можно получить из 17 г нитрата натрия при его взаимодействии с концентрированной серной кислотой, если массовая доля выхода кислоты составляет 0,96. 5.На гашёную известь, взятую в необходимом количестве, подействовали 3,15 кг чистой азотной кислотой. Какую массу нитрата кальция получили, если практический выход в массовых долях составляет 0,98 или 98% по сравнению с теоретическим?