Решите . Формулы:
η=(m_практическая )/m_теоретическая ×100 - массовая доля выхода продукта
φ=V_практический/V_теоретическй ×100 - объемная доля выхода
n=m/M_r =V/V_m - количество вещества
Задача 1. При термическом разложении 1700 г нитрата натрия было получено 174,4 л кислорода (н.у.). Определите массовую долю выхода в этой реакции.
Задача 2. При взаимодействии 6,9 г натрия с водой получили 3л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода газа в %.
Задача 3. При растворении 64 г оксида магния в избытке соляной кислоты было получено 133 г хлорида магния. Определите выход продукта реакции (в %) от теоретически возможного.
Алгоритм решения:
1. Выписываем данные задачи в Дано.
2. Пишем уравнение реакции
3. Делаем предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции (то есть, молярную массу, количество вещества, объем и тд, где что нужно)
4. Смотрим, какая формула подходит для решения и подставляем все известные нам данные.
Задача 1. При термическом разложении 1700 г нитрата натрия было получено 174,4 л кислорода (н.у.). Определите массовую долю выхода в этой реакции.
Дано:
m_практическая = 174,4 л (объем кислорода)
m_теоретическая = 1700 г (масса нитрата натрия)
1. Выписываем данные задачи в "Дано".
m_практическая = 174,4 л
m_теоретическая = 1700 г
2. Пишем уравнение реакции.
2 NaNO3 -> 2 NaNO2 + O2
3. Делаем предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции.
Молярная масса NaNO3 = 85 г/моль
Молярная масса O2 = 32 г/моль
Количество вещества NaNO3:
n(NaNO3) = m(NaNO3) / M(NaNO3)
n(NaNO3) = 1700 г / 85 г/моль
n(NaNO3) = 20 моль
Количество вещества O2:
n(O2) = n(NaNO3) (по коэффициентам перед веществами в уравнении реакции)
n(O2) = 20 моль
4. Смотрим, какая формула подходит для решения и подставляем все известные нам данные.
Формула массовой доли выхода продукта:
η = (m_практическая / m_теоретическая) × 100
Η = (174,4 л / 1700 г) × 100
Η ≈ 10,26%
Таким образом, массовая доля выхода продукта в этой реакции составляет примерно 10,26%.
Переходим к следующей задаче.
Задача 2. При взаимодействии 6,9 г натрия с водой получили 3 л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода газа в %.
Дано:
V_практический = 3 л (объем водорода)
V_теоретический = ?
1. Выписываем данные задачи в "Дано".
V_практический = 3 л
2. Пишем уравнение реакции.
2 Na + 2 H2O -> 2 NaOH + H2
3. Делаем предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции.
Молярная масса Na = 23 г/моль
Молярная масса H2 = 2 г/моль
Количество вещества Na:
n(Na) = m(Na) / M(Na)
n(Na) = 6,9 г / 23 г/моль
n(Na) ≈ 0,3 моль
Количество вещества H2:
n(H2) = n(Na) (по коэффициентам перед веществами в уравнении реакции)
n(H2) ≈ 0,3 моль
4. Смотрим, какая формула подходит для решения и подставляем все известные нам данные.
Формула объемной доли выхода газа:
φ = (V_практический / V_теоретический) × 100
V_теоретический = V_практический / φ
V_теоретический = 3 л / φ
φ = (V_практический / V_теоретический) × 100
φ = (3 л / (3 л / φ)) × 100
φ = φ × 100
Таким образом, объемная доля выхода газа равна 100%. В данной реакции объем вещества газа оказался равным точно теоретическому значению.
Переходим к последней задаче.
Задача 3. При растворении 64 г оксида магния в избытке соляной кислоты было получено 133 г хлорида магния. Определите выход продукта реакции (в %) от теоретически возможного.
Дано:
m_практическая = 133 г (масса хлорида магния)
m_теоретическая = 64 г (масса оксида магния)
1. Выписываем данные задачи в "Дано".
m_практическая = 133 г
m_теоретическая = 64 г
2. Пишем уравнение реакции.
MgO + 2 HCl -> MgCl2 + H2O
3. Делаем предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции.
Молярная масса MgO = 40 г/моль
Молярная масса MgCl2 = 95 г/моль
Количество вещества MgO:
n(MgO) = m(MgO) / M(MgO)
n(MgO) = 64 г / 40 г/моль
n(MgO) = 1,6 моль
Количество вещества MgCl2:
n(MgCl2) = n(MgO) (по коэффициентам перед веществами в уравнении реакции)
n(MgCl2) = 1,6 моль
4. Смотрим, какая формула подходит для решения и подставляем все известные нам данные.
Формула массовой доли выхода продукта:
η = (m_практическая / m_теоретическая) × 100
η = (133 г / 64 г) × 100
η ≈ 207,81%
Таким образом, массовая доля выхода продукта реакции равна примерно 207,81%. Это значит, что выход продукта превышает теоретически возможное значение, что, в принципе, невозможно. Возможно, была допущена ошибка в данных или в расчетах.
Надеюсь, что мои развернутые ответы помогли вам разобраться в решении данных задач. Если вы у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!