Решение расчетных задач по химии

РЕШЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАЧ ПО ХИМИИ

«НА ВЫХОД ПРОДУКТА ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНОГО»

Массовая доля выхода продукта реакции (ω - «омега»)

- это отношение массы полученного вещества к массе, которая должна была бы получиться в соответствии с расчетом по уравнению реакции

m практическая

ω вых =

m теоретическая

… в реальных химических реакциях масса продукта всегда оказывается меньше расчетной …а? Не знаете?

ПОЧЕМУ?

• Многие химические реакции не доходят до конца.
• При взаимодействии органических веществ часто образуются побочные продукты.
• При гетерогенных реакциях часть веществ просто не вступает в реакции.
• Немаловажное значение имеет оборудование, с помощью которого осуществляется химическая реакция. Негерметичность соединений всегда приводит к потерям газообразных веществ.

Три типа задач с понятием «Выход продукта»

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.

Алгоритм решения задач первого типа

(найдите «выход продукта реакции»)

1) Прочитай внимательно условие задачи

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по уравнению реакции.

5) Вычисли массовую долю продукта реакции по отношению массы практической к массе теоретической, которая указана в «дано».

1. Внимательно прочитай условие задачи

При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4г получили 24 г цинка. Найдите массовую долю выхода продукта реакции.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано: Решение: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г

Найти:

ω вых (Zn) - ?

3. Составьте уравнение реакции, расставьте коэффициенты

Дано: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г

Решение:

Найти:

ω вых (Zn) - ?

3ZnO + 2Al = 3Zn + Al 2 O 3

4. Вычисли массу теоретическую продукта реакции

Дано: Решение:

m (ZnO) = 32,4 г 32,4 г ?

m пр (Zn) = 24 г 3ZnO +2 Al =3 Zn + Al 2 O 3

3 моль 3 моль

Найти:

ω вых (Zn) - ? По уравнению:

m теор. (Zn) = n . M = 0,4 моль . 65г/моль = 26 г

32, 4 г

n (Zn) = n (ZnO) = = = 0,4 моль

m (ZnO)

81 г/моль

M (ZnO)

5. Вычисли массовую долю продукта реакции по известной формуле

Дано: Решение:

m (ZnO) = 32,4 г 32,4 г ?

m пр (Zn) = 24 г 3ZnO +2 Al =3 Zn + Al 2 O 3

3 моль 3 моль

Найти:

ω вых (Zn) - ? По уравнению:

m теор. (Zn) = nM = 0,4 моль 65г/моль = 26 г

m (ZnO)

n (Zn) = n (ZnO) = = = 0,4 моль

32, 4 г

M (ZnO)

81 г/моль

m пр ( Zn)

ω вых = = = 0, 92 (92%)

24 г

m теор (Zn)

26 г

Ответ: 92%

Алгоритм решения задач второго типа

( найдите «массу продукта реакции») (практическую)

1) Прочитай внимательно условие задачи

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по уравнению реакции.

5) Вычисли массу практическую продукта реакции, воспользовавшись обратной формулой (умножь массу теоретическую на долю выхода)

1. Внимательно прочитай условие задачи

Определите массу оксида алюминия, которая может быть получена из 23,4 г гидроксида алюминия, если выход реакции составляет 92% от теоретически возможного.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано: Решение: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) - ?

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

Дано: Решение: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) - ?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

4. Вычисли массу теоретическую продукта реакции

Решение:

Дано: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) - ?

23,4 г

?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

2 моль

1 моль

= 0,15 моль

По уравнению:

23,4 г

m (Al(OH) 3 )

n(Al 2 O 3 ) = ½ n(Al(OH) 3 = ½ =

M (Al(OH) 3 )

78 г /моль

m теор. (Al 2 O 3 ) = n M = 0,15 моль 102 г/моль = 15,3 г

5) Вычисли массу практическую продукта реакции, воспользовавшись обратной формулой (умножь массу теоретическую на долю выхода)

Решение:

Дано: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) - ?

23,4 г

?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

1 моль

2 моль

= 0,15 моль

По уравнению:

23,4 г

m (Al(OH) 3 )

n(Al 2 O 3 ) = ½ n(Al(OH) 3 = ½ =

M (Al(OH) 3 )

78 г /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: 14 грамм

Алгоритм решения задач третьего типа

( Определить массу исходного вещества )

1) Прочитай внимательно условие задачи.

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по обратной формуле (m пр / ω вых ) .

5) Вычисли массу исходного вещества по уравнению реакции.

1. Внимательно прочитай условие задачи

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.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано:

Решение:

m пр (Fe) = 11,2 г

ω вых (Fe) = 80%

Найти:

M (Fe 2 O 3 ) - ?

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

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

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по обратной формуле (m пр / ω вых ) .

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

m пр (Fe)

11,2 г

m теор = = =14 г

ω вых (Fe)

0, 8

5) Вычисли массу исходного вещества по уравнению реакции.

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

m пр (Fe)

11,2 г

m теор = = =14 г

ω вых (Fe)

0, 8

По уравнению:

14 г

m (Fe)

n(Fe 2 O 3 ) = ½ n (Fe) = ½ = ½ = 0,125 моль

56 г/моль

M (Fe)

m(Fe 2 O 3 ) = n M = 0,125 моль 160 г/моль = 20 г

Ответ: 20 грамм