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

Признак

В условии задачи встречается слово «выход». Теоретический выход продукта всегда выше практического.

Понятия «теоретическая масса или объём, практическая масса или объём» могут быть использованы только для веществ-продуктов.

Доля выхода продукта обозначается буквой

(эта), измеряется в процентах или долях.



Также для расчётов может использоваться количественный выход:

Первый тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.

Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).

Дано:

m (Mg ) = 1,2 г

m практическая (MgSO 4) = 5,5 г

_____________________

Найти:


M (Mg ) = 24 г/моль

M (MgSO 4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль


ν(Mg ) = 1,2 г / 24(г/моль) = 0,05 моль

5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (ν теор) и теоретическую массу (m теор) продукта реакции


m = ν · M

m теор (MgSO 4) = M (MgSO 4) · ν теор (MgSO 4) =

120 г/моль · 0,05 моль = 6 г



(MgSO 4)=(5,5г ·100%)/6г=91,7%

Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим

Второй тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.

Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.

1. Записываем краткое условие задачи

Дано:

m (CaO ) = 16,8 г


80% или 0,8

____________________

Найти:

m практ (CaC 2 ) = ?

2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.


3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ

M (CaO ) = 40 + 16 = 56 г/моль

M (CaC 2 ) = 40 + 2 · 12 = 64 г/моль

4. Находим количество вещества реагента по формулам


ν(CaO )=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль

5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (ν теор) и теоретическую массу (m теор ) продукта реакции


6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле


m практич (CaC 2 ) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г

Ответ: m практич (CaC 2 ) = 15,36 г

Третий типзадач – Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.

Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода ( IV ) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.

1. Записываем краткое условие задачи

Дано: н. у.

V m = 22,4 л/моль

V практич (CO 2) = 28,56 л

85% или 0,85

_____________________

Найти:

m(Na 2 CO 3) =?

2. Находим по ПСХЭ молярные массы веществ, если это необходимо

M (Na 2 CO 3) = 2·23 + 12 + 3·16 = 106 г/моль

3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы: 5. Определяем массу (объём) реагента по формуле:

m = ν · M

V = ν · V m

m = ν · M

m (Na 2 CO 3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ

№1.

При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%).

Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr 2 O 3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход хрома составляет 95 %.

№3.

Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.

№4.

К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,1 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %.

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

Задача VII.1.

Последовательность действий

При термическом разложении метана массой 32 г на углерод и водород образовался водород объемом 7,5л (н.у.). Вычислите объемную долю (%) выхода водорода от теоретически возможного

Дано: m(CH4) = 32 г

V пр (Н2)= 7,5 л

Найти: φ (H2)- ?

C Н 4 = C + 2 H 2

C Н 4 = C + 2 H 2

1 моль 2 моль

22,4 л/моль

Mr (CH4) =16 г/моль

По уравнению реакции

1 моль CH4 - 2 моль H2

По условию

2 моль CH4 - 4 моль H2

Определить объем теоретический водорода

Vтеор(H2)=Vm*n(H2)

Vтеор(H2)= 22?4 л/моль*2 моль=44,8 л

Найти объемную долю (%) выхода водорода от теоретически возможного

φ (H2)=Vпр(H2)/Vтеор*100%

φ (H2)=7,5 л/44,8 л*100%=16,7%

Сформулировать ответ

Объемная доля (%) выхода водорода от теоретически возможного при термическом разложении метана массой 32 г на углерод и водород с образованием водорода объемом 7,5л (н.у.) составляет 16,7 %

Задача VII.2.

Последовательность действий

В результате прямой гидратации 112 м3 (н.у.) этилена получили 172,5 кг этилового спирта. Вычислить выход спирта (%) от теоретически возможного

Кратко записать условие задачи

Дано: V(C2H4)=112 м3

m(C2H5OH)=172,5 кг

Найти: φ (C2H5OH)- ?

Записать уравнение реакции, подчеркнуть формулы тех веществ, которые используются в решении

C 2 Н 4 +H2O = C 2 H 5 OH

Записать данные задачи и искомые над формулами, под формулами – количественные характеристики, необходимые для расчетов в соответствии с уравнением

112 м3 172,5 г, X%

C 2 Н 4 +H2O = C 2 H 5 OH

1 моль 1 моль

Найти относительные молекулярные массы, молярные массы веществ, используемых при решении задачи

Mr (C2H5OH)=46 г/моль=0,046 кг/моль

Найти количества веществ, вступающих в реакцию

По уравнению реакции

1 моль CH4 - 1 моль H2

По условию

nтеор (C2H5OH)= n теор (C2H4)

n теор (C2H4)=V/Vm

n теор (C2H4)=112*10л/22,4 л/моль=5000 моль

nтеор (C2H5OH)=5000 моль

Найти объемную долю (%) выхода спирта от теоретически возможного

φ (C2H5OH)=172,5кг/5000 моль*0,046 кг/моль * 100%=75%

Сформулировать ответ

Выход спирта (%) от теоретически возможного в результате прямой гидратации 112 м3 (н.у.) этилена, в результате которой получили 172,5 кг этилового спирта составит 75%

Задача VII.3.

Последовательность действий

Какой объем (н.у.) этилена можно получить при каталитической дегидрировании 1,5 т этана, если выход продукта реакции составляет 90 % от теоретически возможного?

Кратко записать условие задачи

Дано: φ (C2H4)=90%

m(C2H6)=1500 кг

Найти: V (C2H4) -?

Записать уравнение реакции, подчеркнуть формулы тех веществ, которые используются в решении

C 2 Н 6 = C 2 H 4 + H2

Записать данные задачи и искомые над формулами, под формулами – количественные характеристики, необходимые для расчетов в соответствии с уравнением

C 2 Н 6 = C 2 H 4 + H2

1 моль 1 моль

Найти относительные молекулярные массы, молярные массы веществ, используемых при решении задачи

Mr (C2H6)=30 г/моль=0,03 кг/моль

Найти количества веществ, вступающих в реакцию

По уравнению реакции

1 моль CH4 - 1 моль C2H6

По условию

nтеор (CH4)= n теор (C2H6)

Определить количество вещества этилена и этилового спирта

n теор (C2H6)=m/M

n теор (C2H6)=1500кг/0,03 кг/моль=50000 моль

nтеор (C2H4)=50000 моль

Найти V пр этилена

Vпр (C2H4)= n (C2H4)* V теор *φ/100%

Vпр (C2H4)=50000*22,4*90/100=1008000л

Сформулировать ответ

При каталитической дегидрировании 1,5 т этана, если выход продукта реакции составляет 90 % от теоретически возможного, можно получить 1008000 л этилена

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?

Задачи на практический выход.

1 .Вычислите объем аммиака, который можно получить, нагревая 20г хлорида аммония с избытком гидроксида кальция, если объемная доля выхода аммиака составляет 98%.

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = 2NH 3 +H 2 O; Mr(NH 4 Cl) =53,5

NH 4 Cl +0,5Са(ОH ) 2 = NH 3 +0,5H 2 O

1)Рассчитаем теоретический выход

20/53,5=Х/22,4; Х=8,37л(это теоретический выход)

2) Рассчитаем практический выход

V (практического)=V (теоретического)/выход прдукта*100%

V (практического)=8,37л*98%/(делим на) 100% = 8.2л

Ответ: 8,2 л N Нз

2.Из 320г сернистого колчедана, содержащего 45% серы, было получено 405г серной кислоты (расчёт на безводную кислоту). Вычислите массовую долю выхода серной кислоты.

Составим схему производственного получения серной кислоты

320г 45% 405г, ή-?

FeS 2 S H 2 SO 4

1)Рассчитаем долю серы в колчедане

2)Рассчитаем теоретический выход серной кислоты

3) Рассчитаем выход продукта в процентах

З.Вычислите массу фосфора необходимую для получения 200 кг фосфорной кислоты, если массовая доля выхода продукта составляет 90%.

Составим схему производственного получения фосфорной кислоты

Х 200кг,ή=90%

P H 3 PO 4

1)Рассчитаем массу теоретического выхода фосфорной кислоты

m т =

2) Рассчитаем массу фосфора

Ответ:70,Зкг

4.Юный химик на занятиях кружка решил получить азотную кислоту реакцией обмена между нитратом калия и концентрированной серной кислотой. Вычислить массу азотной кислоты, которую он получил из 20,2г- нитрата калия, если массовая доля выхода кислоты была 0,98

5.При нагревании нитрита аммония N Н 4 NO 2 образуются азот и вода. Вычислите объем азота (н. у), который можно получить при разложении 6,4г нитрита аммония, если объемная доля выхода азота составляет 89%.

6.Вычислите объем оксида азота (II), который можно получит при каталитическом окислении в лаборатории 5,6л аммиака, если объемная доля выхода оксида азота (II ) равна 90%.

7.Металлический барий получают восстановлением его оксида металлическим алюминием c образованием оксида алюминия и бария. Вычислите массовую долю выхода бария, если из 4,59 кг оксида бария было получено 3,8 кг бария.

Ответ: 92,5%

8.Определите, какая масса меди потребуется для реакции с избытком концентрированной азотной кислоты для получения 2,1 л (н. у) оксида азота (IV ), если объемная доля выхода оксида азота (IV ) равна 94%.

Ответ: 3,19

9.Какой объем оксида серы (IV ) надо взять для реакции окисления кислородом, чтобы получить оксид серы (V I) массой 20г. если выход продукт равен 80% (н.у).?

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ; V.(SO 2 ) =22.4 л; Mr(SO 3 ) =80

1) Рассчитаем теоретический выход

m (теорет) =

2)Рассчитаем массу SO 2

10.При нагревании смеси оксида кальция массой 19,6г с коксом массой 20г получили карбид кальция массой 16г. Определите выход карбида кальция, если массовая доля углерода в коксе составляет 90%.

Ответ: 71.4%

11 .Через раствор массой 50г с массовой долей иодида натрия 15% пропустили избыток хлора, выделился йод массой 5,6г. Определите выход продукта реакции от теоретически возможного в %.

Ответ: 88,2%.

12.Определить выход силиката натрия в % к теоретическому, если при сплавлении 10 кг гидроксида натрия с оксидом кремния (IV ) получено 12,2 кг силиката натрия. Ответ 80%

13.Из 4 кг оксида алюминия удаётся выплавить 2 кг алюминия. Вычислите массовую долю выхода алюминия от теоретически возможного.

Ответ:94,3%

14.Вьичислите объем аммиака, который получается при нагревании смеси хлорида аммония массой 160,5 г и гидроксида кальция, если объемная доля выхода аммиака от теоретически возможного составляет 78%.

Ответ:52.4л

15.Какое количество аммиака потребуется для получения 8 т нитрата аммония, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного?

Ответ:2,IЗт

16.Какое количество уксусного альдегида может быть получено по реакции Кучерова, если в реакцию вступило 83,6 л ацетилена, а практический выход составил 80% от теоретически возможного?

Ответ: 131,З6г

17.Какое количество бензола потребуется для получения 738г нитробензола, если практический выход составляет 92% от теоретического.?

Ответ 508.75г

1 8.При нитрировании 46,8 бензола получено 66,42г нитробензола. Определите практический выход нитробензола в % от теоретически возможного.

19.Сколько граммов бензола можно получить из 22,4 л ацетилена, если практический выход бензола составил 40%.?

20.Какой объем бензола (ρ=0,9г/см 3) потребуется, чтобы получить 30,75г нитробензола, если выход при нитровании составляет 90% от теоретически возможного?

21 .Из 32г этилена было получено 44г спирта. Вычислите практический выход продукта в % от теоретически возможного.

22.Сколько граммов этилового спирта можно получить из 1м 3 природного газа, содержащего 6% этилена, если практический выход составил 80%?

23.Какое количество кислоты и спирта необходимо для получения 29,6г уксуснометилового эфира, если его выход составил 80% от теоретически возможного?

24.При гидролизе 500кг древесины, содержащей 50% целлюлозьг, получается 70кг глюкозы. Вычислите ее практический выход в % от теоретически возможного.

25.Сколько глюкозы получается из 250 кг опилок, содержащих 40% глюкозы. Какое количество спирта можно получить из этого количества глюкозы при 85%-ном практическом выходе?

Ответ:43,43г

26.Сколько граммов нитробензола нужно взять, чтобы восстановлением получить 186г анилина, выход которого составляет 92% от теоретического 27. Вычислите массу сложного эфира, который получили из 460г муравьиной кислоты и 460г этилового спирта. Выход эфира от теоретически возможного составляет 80%.

28.При обработке 1т фосфорита, содержащего 62% фосфата кальция, серной кислотой было получено 910,8кг суперфосфата. Определить выход суперфосфата в % по отношению к теоретическому.

Са 3 (РО 4) 2 + 2Н 2 S 0 4 = Са (Н 2 Р0 4) 2 + 2СаS 0 4

З0.Для получения кальциевой селитры, 1т мела обработали разбавленной азотной кислотой. При этом выход кальциевой селитры составил 85% по отношению к теоретическому. Сколько селитры было получено?

Ответ: 1394кг

31 .Из 56кг азота было синтезировано 48 кг аммиака. Каков выход аммиака в процентах к теоретическому.

Ответ: 70,5%

32. 34 кг аммиака пропустили через раствор серной кислоты. Выход сульфата аммония составил 90% от теоретического. Сколько килограммов сульфата аммония получено?

Ответ:118,8кг

З3.При окислении З4кг аммиака было получено 54кг окиси азота (II ).Вычислить выход окиси азота в % по отношению к теоретическому.

34.В лаборатории аммиак получают взаимодействием хлористого аммония с гашёной известью. Сколько граммов аммиака было получено, если израсходовано 107г хлористого аммония и выход аммиака составил 90% от теоретического?

Ответ:30,6г

35.Из 60кг водорода и соответствующего количества азота было синтезировано 272 кг аммиака. Каков выход аммиака в % к теоретически возможному?

36. Из 86,7г натриевой селитры, содержащей 2% примесей, получено 56,7г азотной кислоты, каков выход азотной кислоты в % к теоретически возможному?

Ответ: 90%.

37.При пропускания аммиака через 6Зкг 50% раствора азотной кислоты было получено З8кг аммиачной селитры. Каков выход ее в % к теоретически возможному?

38.Для получения фосфорной кислоты было израсходовано ЗI4кг фосфорита, содержащего 50% фосфата кальция. Выход фосфорной кислоты составил 95%.Сколько кислоты было получено?

Ответ:94,Зкг

39. 49кг 50% раствора серной кислоты было нейтрализовано гашёной известью, причем получилось 30,6кг сульфата кальция. Определить выход продукта в % к теоретическому.

40.Фосфор получают в технике по уравнению реакции;

Саз (Р0 4) 2 + 3SiО 2 +5С →ЗСaSi О 3 + 2Р +5СО

Каков выход фосфора в % к теоретическому, если его получилось 12,4 кг из 77 кг фосфорнокислого кальция?

Ответ: 80,5%

41 .Вычислите выход карбида кальция в % к теоретическому, если 15,2кг его

были получены из I4кг окиси кальция.

42. Ацетилен получают взаимодействием.карбида кальция с водой

СаС 2 +2Н 2 0= Са(ОН) 2 +С 2 Н 2

Сколько граммов ацетилена получится, если израсходовано 33,7г карбида кальция, содержащего 5% примесей и выход ацетилена составил 90% к теоретическому?

Ответ: 11,7г

43.При действии соляной кислоты на 50г мела получилось 20г углекислого газа. Каков выход его в % к теоретическому?

Ответ: 90,9%

44.При обжиге 1т известняка, содержащего 10% примесей, выход углекислого газа составил 95%. Сколько килограммов углекислого газа было получен?

Ответ: 376,2 кг.

45. Определить выход силиката натрия в % к теоретическому, если при сплавлении 10кг едкого натра с песком получено 12,2 кг силиката натрия.

Окружающее нас пространство наполнено разными физическими телами, которые состоят из разных веществ с различной массой. Школьные курсы химии и физики, ознакомляющие с понятием и методом нахождения массы вещества, прослушали и благополучно забыли все, кто учился в школе. Но между тем теоретические знания, приобретенные когда-то, могут понадобиться в самый неожиданный момент.

Вычисление массы вещества с помощью удельной плотности вещества. Пример – имеется бочка на 200 литров. Нужно заполнить бочку любой жидкостью, скажем, светлым пивом. Как найти массу наполненной бочки? Используя формулу плотности вещества p=m/V, где p – удельная плотность вещества, m – масса, V – занимаемый объем, найти массу полной бочки очень просто:
  • Меры объемов – кубические сантиметры, метры. То есть бочка на 200 литров имеет объем 2 м³.
  • Мера удельной плотности находится с помощью таблиц и является постоянной величиной для каждого вещества. Измеряется плотность в кг/м³, г/см³, т/м³. Плотность пива светлого и других алкогольных напитков можно посмотреть на сайте . Она составляет 1025,0 кг/м³.
  • Из формулы плотности p=m/V => m=p*V: m = 1025,0 кг/м³* 2 м³=2050 кг.

Бочка объемом 200 литров, полностью наполненная светлым пивом, будет иметь массу 2050 кг.

Нахождение массы вещества с помощью молярной массы. M (x)=m (x)/v (x) – это отношение массы вещества к его количеству, где M (x) – это молярная масса X, m (x) – масса X, v (x) – количество вещества X. Если в условии задачи прописывается только 1 известный параметр – молярная масса заданного вещества, то нахождение массы этого вещества не составит труда. Например, необходимо найти массу йодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.
  • Молярная масса исчисляется в единой системе измерений СИ и измеряется в кг/моль, г/моль. Молярная масса йодида натрия – это сумма молярных масс каждого элемента: M (NaI)=M (Na)+M (I). Значение молярной массы каждого элемента можно вычислить по таблице, а можно с помощью онлайн-калькулятора на сайте : M (NaI)=M (Na)+M (I)=23+127=150 (г/моль).
  • Из общей формулы M (NaI)=m (NaI)/v (NaI) => m (NaI)=v (NaI)*M (NaI)= 0,6 моль*150 г/моль=90 грамм.

Масса йодида натрия (NaI) с массовой долей вещества 0,6 моль составляет 90 грамм.


Нахождение массы вещества по его массовой доле в растворе. Формула массовой доли вещества ω=*100%, где ω – массовая доля вещества, а m (вещества) и m (раствора) – массы, измеряемые в граммах, килограммах. Общая доля раствора всегда принимается за 100%, иначе будут погрешности в вычислении. Несложно из формулы массовой доли вещества вывести формулу массы вещества: m (вещества)=[ω*m (раствора)] /100%. Однако есть некоторые особенности изменения состава раствора, которые нужно учитывать при решении задач на эту тему:
  • Разбавление раствора водой. Масса вещества растворенного X не изменяется m (X)=m’(X). Масса раствора увеличивается на массу добавленной воды m’ (р)=m (р)+m (H 2 O).
  • Выпаривание воды из раствора. Масса растворенного вещества X не изменяется m (X)=m’ (X). Масса раствора уменьшается на массу выпаренной воды m’ (р)=m (р)-m (H 2 O).
  • Сливание двух растворов. Массы растворов, а также массы растворенного вещества X при смешивании складываются: m’’ (X)=m (X)+m’ (X). m’’ (р)=m (р)+m’ (р).
  • Выпадение кристаллов. Массы растворенного вещества X и раствора уменьшаются на массу выпавших кристаллов: m’ (X)=m (X)-m (осадка), m’ (р)=m (р)-m (осадка).


Алгоритм нахождения массы продукта реакции (вещества), если известен выход продукта реакции. Выход продукта находится по формуле η=*100%, где m (x практическая) – масса продукта х, которая получена в результате практического процесса реакции, m (x теоретическая) – рассчитанная масса вещества х. Отсюда m (x практическая)=[η*m (x теоретическая)]/100% и m (x теоретическая)=/η. Теоретическая масса получаемого продукта всегда больше практической, в связи с погрешностью реакции, и составляет 100%. Если в задаче не дается масса продукта, полученного в практической реакции, значит, она принимается за абсолютную и равна 100%.

Варианты нахождение массы вещества – небесполезный курс школьного обучения, а вполне применяемые на практике способы. Каждый сможет без труда найти массу необходимого вещества, применяя вышеперечисленные формулы и пользуясь предлагаемыми таблицами. Для облегчения задания прописывайте все реакции, их коэффициенты.

Решение школьных задач по химии может представлять некоторые трудности для школьников, поэтому мы выкладываем ряд примеров решений основный типов задач школьной химии с подробным разбором.

Для решения задач по химии необходимо знать ряд формул, указанных в таблице ниже. грамотно пользуясь этим нехитрым набором можно решить практически любую задачу из курса химии.

Расчеты количества вещества Расчеты доли Расчеты выхода продукта реакции
ν=m/M,

ν=V/V M ,

ν=N/N A ,

ν=PV/RT

ω=m ч /m об,

φ=V ч /V об,

χ=ν ч /ν об

η = m пр. /m теор. ,

η = V пр. /V теор. ,

η = ν пр. /ν теор.

ν — количество вещества (моль);

ν ч — количество вещества частное (моль);

ν об — количество вещества общее (моль);

m — масса (г);

m ч — масса частная (г);

m об — масса общая (г);

V — объём (л);

V М — объем 1 моль (л);

V ч — объём частный (л);

V об — объем общий (л);

N — количество частиц (атомов, молекул, ионов);

N A — число Авогадро (количество частиц в 1 моль вещества) N A =6,02×10 23 ;

Q — количество электричества (Кл);

F — постоянная Фарадея (F » 96500 Кл);

Р — давление (Па) (1атм »10 5 Па);

R — универсальная газовая постоянная R » 8,31 Дж/(моль×К);

Т — абсолютная температура (К);

ω — массовая доля;

φ — объёмная доля;

χ — мольная доля;

η — выход продукта реакции;

m пр., V пр., ν пр. — масса, объём, количество вещества практические;

m теор.,V теор., ν теор. — масса, объем, количество вещества теоретические.

Вычисление массы определённого количества вещества

Задание:

Определить массу 5 моль воды (Н 2 О).

Решение:

  1. Рассчитать молярную массу вещества, используя периодическую таблицу Д. И. Менделеева. Массы всех атомов округлять до единиц, хлора — до 35,5.
    M(H 2 O)=2×1+16=18 г/моль
  2. Найти массу воды по формуле:
    m = ν×M(H 2 O)= 5 моль × 18 г/моль = 90 г
  3. Записать ответ:
    Ответ: масса 5 моль воды равна 90 г

Вычисление массовой доли растворенного вещества

Задание:

Вычислить массовую долю соли (NaCl) в растворе, полученном при растворении в 475 г воды 25 г соли.

Решение:

  1. Записать формулу для нахождения массовой доли:
    ω(%) = (m в-ва /m р-ра)×100%
  2. Найти массу раствора.
    m р-ра = m(H 2 O) + m(NaCl) = 475 + 25 = 500 г
  3. Вычислить массовую долю, подставив значения в формулу.
    ω(NaCl) = (m в-ва /m р-ра)×100% = (25/500)×100%=5%
  4. Записать ответ.
    Ответ: массовая доля NaCl составляет 5%

Расчет массы вещества в растворе по его массовой доле

Задание:

Сколько граммов сахара и воды необходимо взять для получения 200 г 5 % раствора?

Решение:

  1. Записать формулу для определения массовой доли растворённого вещества.
    ω=m в-ва /m р-ра → m в-ва = m р-ра ×ω
  2. Вычислить массу соли.
    m в-ва (соли) = 200×0,05=10 г
  3. Определить массу воды.
    m(H 2 O) = m (р-ра) — m (соли) = 200 — 10 = 190 г
  4. Записать ответ.
    Ответ: необходимо взять 10 г сахара и 190 г воды

Определение выхода продукта реакции в % от теоретически возможного

Задание:

Вычислить выход нитрата аммония (NH 4 NO 3) в % от теоретически возможного, если при пропускании 85 г аммиака (NH 3) в раствор азотной кислоты (HNO 3), было получено 380 г удобрения.

Решение:

  1. Записать уравнение химической реакции и расставить коэффициенты
    NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
  2. Данные из условия задачи записать над уравнением реакции.
    m = 85 г m пр. = 380 г
    NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
  3. Под формулами веществ рассчитать количество вещества согласно коэффициентам как произведение количества вещества на молярную массу вещества:
  4. Практически полученная масса нитрата аммония известна (380 г). С целью определения теоретической массы нитрата аммония составить пропорцию
    85/17=х/380
  5. Решить уравнение, определить х.
    х=400 г теоретическая масса нитрата аммония
  6. Определить выход продукта реакции (%), отнеся практическую массу к теоретической и умножить на 100%
    η=m пр. /m теор. =(380/400)×100%=95%
  7. Записать ответ.
    Ответ: выход нитрата аммония составил 95%.

Расчет массы продукта по известной массе реагента, содержащего определённую долю примесей

Задание:

Вычислить массу оксида кальция (СаО), получившегося при обжиге 300 г известняка (СаСО 3), содержащего 10 % примесей.

Решение:

  1. Записать уравнение химической реакции, поставить коэффициенты.
    СаСО 3 = СаО + СО 2
  2. Рассчитать массу чистого СаСО 3 , содержащегося в известняке.
    ω(чист.) = 100% — 10% = 90% или 0,9;
    m(CaCO 3) = 300×0,9=270 г
  3. Полученную массу СаСО 3 записать над формулой СаСО 3 в уравнении реакции. Искомую массу СаО обозначить через х.
    270 г х г
    СаСО 3 = СаО + СО 2
  4. Под формулами веществ в уравнении записать количество вещества (согласно коэффициентам); произведения количеств веществ на их молярную массу (молекулярная масса СаСО 3 = 100 , СаО = 56 ).
  5. Составить пропорцию.
    270/100=х/56
  6. Решить уравнение.
    х = 151,2 г
  7. Записать ответ.
    Ответ: масса оксида кальция составит 151, 2 г

Расчет массы продукта реакции, если известен выход продукта реакции

Задание:

Сколько г аммиачной селитры (NH 4 NO 3) можно получить при взаимодействии 44,8 л аммиака (н. у.) с азотной кислотой, если известно, что практический выход составляет 80 % от теоретически возможного?

Решение:

  1. Запишите уравнение химической реакции, расставьте коэффициенты.
    NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3
  2. Данные условия задачи напишите над уравнением реакции. Массу аммиачной селитры обозначьте через х.
  3. Под уравнением реакции напишите:
    а) количество веществ согласно коэффициентам;
    б) произведение молярного объёма аммиака на количество вещества; произведение молярной массы NH 4 NO 3 на количество вещества.
  4. Составьте пропорцию.
    44,4/22,4=х/80
  5. Решите уравнение, найдя х (теоретическую массу аммиачной селитры):
    х= 160 г.
  6. Найдите практическую массу NH 4 NO 3 , помножив теоретическую массу на практический выход (в долях от единицы)
    m(NH 4 NO 3) = 160×0,8=128 г
  7. Запишите ответ.
    Ответ: масса аммиачной селитры составит 128 г.

Определение массы продукта, если один из реагентов взят в избытке

Задание:

14 г оксида кальция (СаО) обработали раствором, содержащем 37,8 г азотной кислоты (HNO 3). Вычислите массу продукта реакции.

Решение:

  1. Запишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты
    CaO + 2HNO 3 = Сa(NO 3) 2 + H 2 O
  2. Определите моль реагентов по формуле: ν = m/M
    ν(CaO) = 14/56=0,25 моль;
    ν(HNO 3) = 37,8/63=0,6 моль.
  3. Над уравнением реакции напишите рассчитанные количества вещества. Под уравнением — количества вещества согласно стехиометрическим коэффициентам.
  4. Определите вещество, взятое в недостатке, сравнив отношения взятых количеств веществ к стехиометрическим коэффициентам.
    0,25/1 < 0,6/2
    Следовательно, в недостатке взята азотная кислота. По ней и будем определять массу продукта.
  5. Под формулой нитрата кальция (Ca(NO 3) 2) в уравнении проставьте:
    а) количество вещества, согласно стехиометрического коэффициента;
    б) произведение молярной массы на количество вещества. Над формулой (Са(NO 3) 2) — х г.
    0,25 моль 0,6 моль х г
    CaO + 2HNO 3 = Сa(NO 3) 2 + H 2 O
    1 моль 2 моль 1 моль
    m = 1×164 г
  6. Составьте пропорцию
    0,25/1=х/164
  7. Определите х
    х = 41 г
  8. Запишите ответ.
    Ответ: масса соли (Ca(NO 3) 2) составит 41 г.

Расчёты по термохимическим уравнениям реакций

Задание:

Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте (водный раствор HCl), если термохимическое уравнение реакции:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H­ 2 O + 63,6 кДж

Решение:

  1. Данные из условия задачи написать над уравнением реакции
  2. Под формулой оксида меди написать его количество (согласно коэффициенту); произведение молярной массы на количество вещества. Над количеством теплоты в уравнении реакции поставить х.
    200 г
    CuO + 2HCl = CuCl 2 + H­ 2 O + 63,6 кДж
    1 моль
    m = 1×80 г
  3. Составить пропорцию.
    200/80=х/63,6
  4. Вычислить х.
    х=159 кДж
  5. Записать ответ.
    Ответ: при растворении 200 г CuO в соляной кислоте выделится 159 кДж теплоты.

Составление термохимического уравнения

Задание:

При сжигании 6 г магния выделяется 152 кДж тепла. Составить термохимическое уравнение образования оксида магния.

Решение:

  1. Записать уравнение химической реакции, показав выделение тепла. Расставить коэффициенты.
    2Mg + O 2 = 2MgO + Q

  2. 6 г 152
    2Mg + O 2 = 2MgO + Q
  3. Под формулами веществ написать:
    а) количество вещества (согласно коэффициентам);
    б) произведение молярной массы на количество вещества. Под тепловым эффектом реакции поставить х.
  4. Составить пропорцию.
    6/(2×24)=152/х
  5. Вычислить х (количество теплоты, согласно уравнению)
    х=1216 кдж
  6. Записать в ответе термохимическое уравнение.
    Ответ: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 кДж

Расчет объёмов газов по химическим уравнениям

Задание:

При окислении аммиака (NH 3) кислородом в присутствии катализатора образуется оксид азота (II) и вода. Какой объём кислорода вступит в реакцию с 20 л аммиака?

Решение:

  1. Записать уравнение реакции и расставить коэффициенты.
    4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
  2. Данные из условия задачи написать над уравнением реакции.
    20 л x
    4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
  3. Под уравнением реакции записать количества веществ согласно коэффициентам.
  4. Составить пропорцию.
    20/4=х/5
  5. Найти х.
    х= 25 л
  6. Записать ответ.
    Ответ: 25 л кислорода.

Определение объема газообразного продукта по известной массе реагента, содержащего примеси

Задание:

Какой объём (н.у) углекислого газа (СО 2) выделится при растворении 50 г мрамора (СаСО 3), содержащего 10 % примесей в соляной кислоте?

Решение:

  1. Записать уравнение химической реакции, расставить коэффициенты.
    CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
  2. Рассчитать количество чистого СаСО 3 , содержащегося в 50 г мрамора.
    ω(СаСО 3) = 100% — 10% =90%
    Для перевода в доли от единицы поделить на 100%.
    w(СаСО 3) = 90%/100%=0,9
    m(CaCO 3) = m(мрамора)×w(СаСО 3) = 50×0,9 = 45 г
  3. Полученное значение написать над карбонатом кальция в уравнении реакции. Над СО 2 поставить х л.
    45 г x
    CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
  4. Под формулами веществ записать:
    а) количество вещества, согласно коэффициентам;
    б) произведение молярной массы на кол-во вещества, если говорится о массе вещества, и произведение молярного объёма на количество вещества, если говорится об объёме вещества.

    Расчет состава смеси по уравнению химической реакции

    Задание:

    На полное сгорание смеси метана и оксида углерода (II) потребовался такой же объём кислорода. Определите состав газовой смеси в объёмных долях.

    Решение:

    1. Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты.
      СО + 1/2О 2 = СО 2
      СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О
    2. Обозначить количество вещества угарного газа (СО) — х, а количество метана за у
    45 г x
    CaCO 3 + 2HCl =
    х
    СО + 1/2О 2 = СО 2
    у
    СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О
  5. Определить количество кислорода, которое будет израсходовано на сжигание х моль СО и у моль СН 4 .
    х 0,5 х
    СО + 1/2О 2 = СО 2
    у
    СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О
  6. Сделать вывод о соотношении количества вещества кислорода и газовой смеси.
    Равенство объёмов газов свидетельствует о равенстве количеств вещества.
  7. Составить уравнение.
    х + у = 0,5х + 2у
  8. Упростить уравнение.
    0,5 х = у
  9. Принять количество СО за 1 моль и определить требуемое количество СН 4 .
    Если х=1, то у=0,5
  10. Найти общее количество вещества.
    х + у = 1 + 0,5 = 1,5
  11. Определить объёмную долю оксида монооксида углерода (СО) и метана в смеси.
    φ(СО) = 1/1,5 = 2/3
    φ(СН­ 4) = 0,5/1,5 = 1/3
  12. Записать ответ.
    Ответ: объёмная доля СО равна 2/3, а СН 4 — 1/3.

Справочный материал:

Таблица Менделеева

Таблица растворимости

  • Сергей Савенков

    какой то “куцый” обзор… как будто спешили куда то