Інші завдання дивись тут...

Вправа 166 Що розуміють під відносним виходом продукту реакції? Величину, яка характеризує повноту перебігу хімічної реакції. Відносний вихід продукту реакції (η) — це відношення маси, об’єму, кількості речовини практично добутого продукту до теоретично обчислених.

Чому на промислових підприємствах ця величина не досягає 100%? Бо добутий продукт через наявні виробничі втрати завжди менший від теоретично обчисленого 

Чому навіть у лабораторних умовах часто відносний вихід продукту реакції менший за 100%? Хімічну реакцію неможливо провести до кінця без певних втрат

 

Вправа 167 Чому відносний вихід продукту реакції можна обчислювати не лише відношенням мас, а також і об’ємів та кількості речовини? Бо є фізичними величинами за допомогою яких можна порівнювати речовини

 

Вправа 168 Під час взаємодії азоту об’ємом 56 л (н.у.) із воднем було одержано амоніак масою 72,25 г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: V(N₂)=56 л, m(NH₃)=77,25 г

Знайти: η-?

Розв'язування

n(N₂)=V(N₂):V_m=56 л : 22,4 л/моль=2,5 моль

Записуємо рівняння реакції:

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

За рівнянням реакції n(N₂):n(NH₃)=1:2, тому

n(NH₃)=2•n(N₂)=2•2,5 моль=5 моль

M(NH₃)=17 г/моль

m_{теоретична}(NH₃)=n(NH₃)•M(NH₃)=5 моль•17 г/моль=85 г

η=m_{практична}(NH₃):m_{теоретична}(NH₃)=72,25 г : 85 г=0,85, або 85%

Відповідь: 85%

 

Вправа 169 Під час взаємодії сульфур (IV) оксиду об’ємом 40,32 л (н. у.) із киснем було одержано сульфур (VI) оксид масою 100,8  г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: V(SO₂)=40,32 л, m(SO₃)=100,8 г

Знайти: η-?

Розв'язування

n(SO₂)=V(SO₂):V_m=40,32 л : 22,4 л/моль=1,8 моль

Записуємо рівняння реакції:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

За рівнянням реакції n(SO₂):n(SO₃)=2:2=1:1, тому

n(SO₃)=n(SO₂)=1,8 моль

M(SO₃)=80 г/моль

m_{теоретична}(SO₃)=n(SO₃)•M(SO₃)=1,8 моль•80 г/моль=144 г

η=m_{практична}(SO₃):m_{теоретична}(SO₃)=100,8 г : 144 г=0,7, або 70%

Відповідь: 70%

 

Вправа 170 Під час термічного розкладання метану об’ємом 78,4 л (н. у.) було одержано етин масою 36,4  г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: V(CH₄)=78,4 л, m(C₂H₂)=36,4 г

Знайти: η-?

Розв'язування

n(CH₄)=V(CH₄):V_M=78,4 л : 22,4 л/моль=3,5 моль

Записуємо рівняння реакції:

2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂

За рівнянням реакції n(CH₄):n(C₂H₂)=2:1, тому

n(C₂H₂)=n(CH₄):2=3,5 моль:2=1,75 моль

M(C₂H₂)=26 г/моль

m_{теоретична}(C₂H₂)=n(C₂H₂)•M(C₂H₂)=1,75 моль•26 г/моль=45,5 г

η=m_{практична}(C₂H₂):m_{теоретична}(C₂H₂)=36,4 г : 45,5 г=0,8, або 80%

Відповідь: 80%

 

Вправа 171 Під час взаємодії амоніаку об’ємом 10,64  л (н.у.) із киснем за наявності каталізатора було одержано нітроген (II) оксид масою 12,825 г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: V(NH₃)=10,64 л, m(NO)=12,825 г

Знайти: η-?

Розв'язування

n(NH₃)=V(NH₃):V_M=10,64 л : 22,4 л/моль=0,475 моль

Записуємо рівняння реакції:

4NH₃ +  5O₂ = 4NO + 6H₂O

За рівнянням реакції n(NH₃):n(NO)=4:4=1:1, тому

n(NO)=n(NH₃)=0,475 моль

M(NO)=30 г/моль

m_{теоретична}(NO)=n(NO)•M(NO)=0,475 моль•30 г/моль=14,25 г

η=m_{практична}(NO):m_{теоретична}(NO)=12,825 г : 14,25 г=0,9, або 90%

Відповідь: 90%

 

Вправа 172 Під час каталітичного окиснення етанолу масою 6,9 г було одержано оцтову кислоту масою 5,4 г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: m_{практична}(C₂H₅OH)=6,9 г, m(CH₃COOH)=5,4 г

Знайти: η-?

Розв'язування

M(C₂H₅OH)=46 г/моль

n(C₂H₅OH)=m(C₂H₅OH):M(C₂H₅OH)=6,9 г : 46 г/моль=0,15 моль

Записуємо рівняння реакції:

С₂H₅OH ^-H2O→ CH₃COOH

За рівнянням реакції n(C₂H₅OH):n(CH₃COOH)=1:1, тому

n(CH₃COOH)=n(C₂H₅OH)=0,15 моль

M(CH₃COOH)=60 г/моль

m_{теоретична}(CH₃COOH)=n(CH₃COOH)•M(CH₃COOH)=0,15 моль•60 г/моль=9 г

η=m_{практична}(СH₃COOH):m_{теоретична}(СH₃COOH)=5,4 г : 9 г=0,6, або 60%

Відповідь: 60%

 

Вправа 173 Під час пропускання етанолу масою 92 г над нагрітим алюміній оксидом одержали етен об’ємом 42,56 л (н.у.). Обчисліть відносний вихід продукту реакції.

Відомо: m(C₂H₅OH)=92 г, V(C₂H₂)=42.56 л

Знайти: η-?

Розв'язування

M(C₂H₅OH)=46 г/моль

v(C₂H₅OH)=m(C₂H₅OH):M(C₂H₅OH)=92 г : 46 г/моль=2 моль

Записуємо рівняння реакції:

С₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O (кат. Al₂O₃)

За рівнянням реакції v(C₂H₅OH):v(C₂H₄)=1:1, тому

v(C₂Н₄)=v(C₂H₅OH)=2 моль

V_{теоретичний}(C₂H₄)=v(C₂H₄)•V_m=2 моль•22,4 л/моль=44,8 л

η=V_{практичний}(С₂Н₄):V_{теоретичний}(С₂Н₄)=42,56 л : 44,8 л=0,95, або 95%

Відповідь: 95%

 

Вправа 174 Обчисліть об’єм етену (н.у.), який можна добути з етанолу масою 13,8 г, якщо відносний вихід продукту реакції становить 80%.

Відомо: m(C₂H₅OH)=13,8 г, η=80%, або 0,8

Знайти: V_{практичний}(C₂H₄)-?

Розв'язування

M(C₂H₅OH)=46 г/моль

n(C₂H₅OH)=m(C₂H₅OH):M(C₂H₅OH)=13,8 г : 46 г/моль=0,3 моль

Записуємо рівняння реакції:

С₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O

За рівнянням реакції n(C₂H₅OH):n(C₂H₄)=1:1, тому

n(C₂Н₄)=n(C₂H₅OH)=0,3 моль

V_{теоретичний}(C₂H₄)=n(C₂H₄)•V_m=0,3 моль•22,4 л/моль=6,72 л

V_{практичний}(С₂Н₄)=V_{теоретичний}(С₂Н₄)•η=6,72 л•0,8=5,376 л

Відповідь: 5,376 л

 

Вправа 175 Обчисліть масу кальцій оксиду, що добули прожарюванням вапняку масою 400 кг, якщо відносний вихід продукту реакції становить 92%.

Відомо: m(CaCO₃)=400 кг, η=92%, або 0,92

Знайти: m_{практична}(CаО)-?

Розв'язування

M(CaCO₃)=100 кг/кмоль

n(CaCO₃)=m(CaCO₃):M(CaCO₃)=400 кг : 100 кг/кмоль=4 кмоль

Записуємо рівняння реакції:

СaCO₃ = CaO + СO₂

За рівнянням реакції n(CaCO₃):n(CaO)=1:1, тому

n(CaO)=n(CaCO₃)=4 кмоль

M(CaO)=56 кг/кмоль

m_{теоретична}(CaO)=n(CaO)•M(CaO)=4 кмоль г • 56 кг/кмоль=224 кг

m_{практична}(СaO)=m_{теоретична}(СaO)•η=224 кг•0,92=206,08 кг

Відповідь: 206,08 кг

 

Вправа 176 Обчисліть об’єм чадного газу (н.у.), що утвориться під час пропускання вуглекислого газу об’ємом 112  л (н.у.) крізь розпечений кокс, якщо відносний вихід продукту реакції становить 85%.

Відомо: V(CO₂)=112 л, η=85%, або 0,85

Знайти: V_{практичний}(CО)-?

Розв'язування

n(CО₂)=V(CO₂):V_M=112 л : 22,4 л/моль=5 моль

Записуємо рівняння реакції:

СO₂ + C = 2CO

За рівнянням реакції n(CO₂):n(CO)=1:2, тому

n(CO)=2•n(CO₂)=2•5 моль=10 моль

V_{теоретичний}(CО)=n(CО)•V_m=10 моль•22,4 л/моль=224 л

V_{практичний}(СО)=V_{теоретичний}(СО)•η=224 л•0,85=190,4 л

Відповідь: 190,4 л

 

Вправа 177 Обчисліть об’єм етану (н.у.), необхідного для добування етену об’ємом 89,6  л, якщо відносний вихід продукту реакції становить 80%.

Відомо: V_{практичний}(C₂H₄)=89,6 л, η=80%, або 0,8

Знайти: V(C₂H₆)-?

Розв'язування

V(С₂H₄)=V_{практичний}(С₂Н₄):η=89,6 л : 0,8=112 л

n(C₂H₄)=V(C₂H₄):V_M=112 л : 22,4 л/моль=5 моль

Записуємо рівняння реакції:

С₂H₆ → C₂H₄ + H₂

За рівнянням реакції n(C₂H₆):n(C₂H₄)=1:1, тому

n(C₂H₆)=n(C₂H₄)=5 моль

V(C₂H₆)=n(C₂H₆)•V_m=5 моль•22,4 л/моль=112 л

Відповідь: 112 л

 

Вправа 178 Обчисліть об’єм метану (н.у.), який необхідно піддати піролізу для добування сажі масою 126  кг, якщо відносний вихід продукту реакції становить 75 %.

Відомо: m_{практичнa}(C)=126 кг, η=75%, або 0,75

Знайти: V(CH₄)-?

Розв'язування

m(С)=m_{практичнa}(С):η=126 кг : 0,75=168 кг

n(C)=m(C):M(C)=168 кг : 12 кг/кмоль=14 кмоль

Записуємо рівняння реакції:

СH₄ → C + 2H₂

За рівнянням реакції n(CH₄):n(C)=1:1, тому

n(CH₄)=n(C)=14 кмоль

V(CH₄)=n(CH₄)•V_М=14 кмоль•22,4 м³/кмоль=313,6 м³

Відповідь: 313,6 м³

 

Вправа 179 Обчисліть об’єм водню (н.у.), необхідний для добування 425 кг амоніаку, якщо відносний вихід продукту реакції становить 40%.

Відомо: m_{практичнa}(NH₃)=425 кг, η=40%, або 0,4

Знайти: V_{теоретичний}(H₂)-?

Розв'язування

m(NH₃)=m_{практичнa}(NH₃):η=425 кг : 0,4=1062,5 кг

M(NH₃)=17 кг/кмоль

n(NH₃)=m(NH₃):M(NH₃)=1062,5 кг : 17 кг/кмоль=62,5 кмоль

Записуємо рівняння реакції:

3H₂ + N₂ ⇄ 2NH₃

За рівнянням реакції n(H₂):n(NH₃)=3:2, тому

n(H₂)=3•n(NH₃):2=3•62,5 кмоль:2=93,75 кмоль

V_{теоретичний}(H₂)=n(H₂)•V_М=93,75 кмоль•22,4 м³/кмоль=2100 м³

Відповідь: 2100 м³

Інші завдання дивись тут...