§ 11. Обчислення за хімічними рівняннями відносного виходу продукту реакції

Знаємо, розуміємо. Відповіді сторінка 62

1. Який вихід продукту реакції називають практичним, а який — теоретичним?

• Практичний вихід — це кількість речовини, маса або об’єм продукту реакції, одержаних практично.
• Теоретичний вихід — це кількість речовини, маса або об’єм - продукту реакції, обчислених за рівнянням реакції.

2. Як обчислити практичний вихід речовини?

$\mathrm{m_{практична}}=\frac{\mathrm{n}.\mathrm{m_{теоретична}}}{100\%}$

Застосовуємо.

1.Обчисліть відносний вихід гідроген хлориду, якщо з хлору кількістю речовини 5 моль одержали гідроген хлорид масою 340 г.

Дано: v(Cl₂)=5 моль, m_{практична}(HCl)=340 г

Розв'язок:

Рівняння реакції: H₂ + Cl₂ = 2HCl

За рівнянням реакції: v(Cl₂) / v(HCl)=1/2, тому v(HCl)=2 • v(Cl₂) = 2 • 5 моль =10 моль

M(HCl) = 36,5 г/моль

Тоді:

m_{теоретична}(HCl)=v(HCl) • M(HCl) = 10 • 36,5 = 365 г

η = m_{практична}(HCl) / m_{теоретична}(HCl) = (340 / 365) • 100 = 93,15%

2. У 10 класі ви вивчали один із способів добування етину — карбідний. Обчисліть:

а) масу кальцій карбіду СаС₂, добутого із вугілля масою 72 г і достатньої кількості кальцій оксиду за схемою: СаО + 3С → СаС₂ + СО, якщо його відносний вихід дорівнював 80 %;

Дано: m_{практична}(C )= 72 г, η = 80%. Треба знайти m_{практична}(CaC₂)

Розв'язок:

v(C)=m(C):M(C)=72 г : 12 г/моль=6 моль

Рівняння реакції: СaO + 3C → CaC₂ + CO

За рівнянням реакції: v(C) / v(CaC₂) = 3/1, тому v(CaC₂) = v(C) / 3= 6/3 = 2 моль

M(CaC₂) = 64 г/моль

m_{теоретична}(CaC₂)=v(CaC₂) • M(CaC₂) = 2 • 64 = 128 г

m_{практична}(CaC₂)=η • m_{теоретична}(CaC₂) / 100% = 80 • 128 / 100% =102,4 г

б) відносний вихід етину, добутого з одержаного кальцій карбіду, якщо об'єм вуглеводню становить 33,6 л (н. у.)

Дано: m(CaC₂) = 102,4 г, V(C₂H₂) = 33.6 л. Потрібно знайти η.

Розв'язок:

v(CaC₂) = m(CaC₂) / M(CaC₂) = 102,4 / 64 =1,6 моль

Рівняння реакції: СaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

За рівнянням реакції v(CaC₂) / v(C₂H₂) = 1/1, тому v(C₂Н₂) = v(CаС₂) = 1,6 моль

V(C₂H₂) = v(C₂H₂) • V_m = 1,6 • 22,4 = 35,84 л

η = V_{практичний}(С₂Н₂) / V_{теоретичний}(С₂Н₂) = (33,6 / 35,84) • 100 = 93,75%

3. Обчисліть відносний вихід негашеного вапна масою 400 г, добутого термічним розкладом кальцій карбонату масою 800 г.

Дано: m_{практична}(CаО) = 400 г, m(CaCO₃) = 800 г. Треба знайти η.

Розв'язок:

M(CaCO₃) = 100 г/моль

v(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 800 /100 = 8 моль

Рівняння реакції: СaСO₃ → СaO + CO₂↑

За рівнянням реакції v(CaCO₃) / v(CaO) = 1/1, тому v(CaO) = v(CaCO₃) = 8 моль

M(CaO)=56 г/моль

m_{теоретична}(CaO) = v(CaO) • M(CaO) = 8 моль• 56 г/моль = 448 г

η =m_{практична}(СaO) / m_{теоретична}(СaO) = (400 / 448) 100 = 89,28%

4. Унаслідок взаємодії натрію кількістю речовини 0,2 моль з водою добули водень об'ємом 1,916 л (н. у.). Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Дано: v(Na) = 0,2 моль, V_{практичний}(H₂) = 1,916 л. Потрібно знайти η.

Розв'язок:

Рівняння реакції: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

За рівнянням реакції v(Na) / v(H₂) = 2/1, тому v(H₂) = v(Na) / 2 = 0,2/2 =0,1 моль

V_{теоретичний}(H₂) = v(H₂) • V_m = 0,1 • 22,4 = 2,24 л

η = V_{практичний}(H₂) / V_{теоретичний}(H₂) = (1,916 / 2,24) • 100 = 85,53%

5. Відновленням ферум(ІІІ) оксиду масою 3,2 т добули залізо масою 1,786 т. Обчисліть відносний вихід металу

Дано: m_{практична}(Fe) = 1,786 т, m_{теоретична} (Fe₂O₃) = 3,2 т

Розв'язок:

M(Fe₂O₃) = 26 • 2 + 8 • 3 = 160 г/моль

M(2Fe) = 112 г/моль

m_{теоретична}(Fe) = 3,2 • 112/160 = 2,24 т

η = m_{практична}(Fe) / m_{теоретична}(Fe₂O) = (1,786 / 2,24) • 100 = 79,73 %