Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчеты по химическим уравнениям (избыток-недостаток)
Вы уже знаете, что такое стехиометрическое соотношение реагентов. Однако, на практике очень сложно взвесить строго рассчитанное количество вещества. Определение Поэтому, если количество вещества меньше стехиометрического, вещество находится в недостатке и все количество расходуется в ходе реакции. Если вещества больше, чем нужно стехиметрически, то оно находится в избытке; при этом избыточное количество этого вещества в реакции не участвует. Рассмотрим это на примере: KOH+KNO3=KNO3+H2O Из коэффициентов реакции следует, что количества гидроксида калия и азотной кислоты должны быть равны: n(KOH)=n(HNO3) Это и есть стехиометрическое соотношение реагентов (1:1) Если реакции будет участвовать 3 моль гидроксида калия, то потребуется 3 моль азотной кислоты. Предположим, что для проведения реакции взяли 1,5 моль KOH и 1 моль азотной кислоты. Из стехиометрического соотношения реагентов следует, что для взаимодействия с 1 моль HNO3 потребуется 1 моль KOH. В условии же говорится, что взяли 1,5 моль KOH, то есть больше, чем нужно. Значит 1,5 моль KOH в избытке. При этом избыточное количество (1,5 моль- 1 моль)=0,5 моль KOH в реакции не участвует, но присутствует в реакционной смеси. В то же время, азотная кислота находится в недостатке: для взаимодействия с 1,5 моль KOH потребуется 1,5 моль кислоты, а взяли ее всего 1 моль, т.е. меньше, чем нужно. Задачи на избыток и недостаток легче всего определить по условию задачи: даны массы (объемы) для двух или более реагентов. При решении таких задач важно помнить, что если один реагент находится в избытке, то другой обязательно - в недостатке! Решать такие задачи лучше через количества веществ, расчет ведут по недостатку. Задача 3 Определите массу соли, образующейся в ходе взаимодействия 22г кальция с 635 мл 5%-ного раствора соляной кислоты (плотность раствора 1,17 г/мл)? РЕШЕНИЕ Дано: m(Ca)=22г Vp−pa=635мл ρp−pa=1,15г/мл ω(HCl)=5 Найти: m(CaCl2) -? Решение: 1) Составим уравнение реакции: Ca+2HCl=CaCl2+H2 Так как дана масса кальция и масс раствора соляной кислоты, нужно определить какой из реагентов взят в избытке, а какой - в недостатке. Определить это легче всего по количествам веществ. 2) Найдем количество кальция: гг/мольмольn(Ca)=m(Ca)M(Ca)=22г40г/моль=0,55моль Чтобы найти количество соляной кислоты сначала найдем ее массу:
р-рар-ра(р-рамлг/млгm(HCl)=m(р-ра)⋅ω(HCl)=V(р-ра)⋅ρ(р-ра)⋅ω(HCl)=635мл⋅1,15г/мл⋅0,05=36,5г гг/мольмольn(HCl)=m(HCl)M(HCl)=36,5г36,5г/моль=1моль По уравнению реакции n(Ca)n(HCl)=12, откуда n(Ca)=n(HCl)2. Из условия задачи, было найдено, что мольn(HCl)=1моль, значит на 1 моль соляной кислоты потребуется (теоретически) n(Ca)=n(HCl)2=12=0,5 моль кальция. В действительности же, в реакции участвует 0,55 моль кальция, то есть больше, чем нужно по стехиометрии (0,55 > 0,5), значит кальций находится в избытке. Соляная кислота - в недостатке. 3) Дальнейший расчет ведем по соляной кислоте, так как она находится в недостатке и в ходе реакции прореагирует полностью. Составим пропорцию: по уравнению реакции 2 моль соляной кислоты приводит к образованию 1 моль CaCl2 по условию задачи 1 моль соляной кислоты — Х мольCaCl2 мольмольмольмольмольмольмольмоль2моль1моль=1мольXмоль→X=1моль⋅1моль2моль=0.5моль 4) Вычислим массу соли, зная ее массу: мольг/мольm(CaCl2)=n(CaCl2)⋅M(CaCl2)=0.5моль⋅111г/моль=55,5г
РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ (МАССОВАЯ ДОЛЯ ПРОДУКТА) Задача (ЕГЭ, тип С4) 7г меди взаимодействует с 31мл раствором концентрированной азотной кислоты (содержание кислоты 56%) плотностью 1,4г/мл. (конц.) Cu+4HNO3(конц.)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Определите массовую долю соли в полученном растворе. Решение Дано: m(Cu)=7г Vp−pa=31мл ρp−pa=1,4г/мл ω(HNO3)=56 Найти: ω(Cu(NO3)2) -? Решение: 1) Составим уравнение реакции: (конц.)Cu+4HNO3(конц.)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Так как дана масса меди и раствора азотной кислоты, нужно определить какой из реагентов взят в избытке, а какой - в недостатке. Определить это легче всего по количествам веществ. 2) Найдем количество меди: гг/мольмольn(Cu)=m(Cu)M(Cu)=7г63,5г/моль=0,11моль Чтобы найти количество азотной кислоты сначала найдем ее массу: р-рар-ра(р-рамлг/млгm(HNO3)=m(р-ра)⋅ω(HNO3)=V(р-ра)⋅ρ(р-ра)⋅ω(HNO3)=31мл⋅1,4г/мл⋅0,56=24,3г гг/мольмольn(HNO3)=m(HNO3)M(HNO3)=24,3г63г/моль=0,39моль По уравнению реакции n(Cu)n(HNO3)=14, откуда n(Cu)=n(HNO3)4. Из условия задачи, было найдено, что мольn(HNO3)=0,39моль, значит на 0,39 моль азотной кислоты потребуется (теоретически) n(Cu)=n(HNO3)4=0,394=0,098 моль меди. В действительности же, в реакции участвует 0,11 моль меди, то есть больше, чем нужно по стехиометрии (0,11 > 0,098), значит медь находится в избытке. Азотная кислота - в недостатке.
3) Дальнейший расчет ведем по азотной кислоте, так как она находится в недостатке и в ходе реакции прореагирует полностью. Составим пропорцию: по уравнению реакции 4 моль азотной кислоты приводит к образованию 1 моль Cu(NO3)2 по условию задачи 0,39 моль азотной кислоты — Х мольCu(NO3)2 мольмольмольмольмольмольмольмоль4моль0,39моль=1мольXмоль→X=0,39моль⋅1моль4моль=0.098моль 4) Вычислим массу соли, зная ее массу: мольг/мольm(Cu(NO3)2)=n(Cu(NO3)2)⋅M(Cu(NO3)2)=0.098моль⋅193,5г/моль=19 г 5) Вычислим массу полученного раствора. Поскольку оксид азота - газ (улетит), а неизрасходованная медь останется в осадке, то масса полученного раствора: m_{(\text{конечного p-pa})}= m(H_2O} + m(Cu(NO_3)_2)m_{(\text{конечного p-pa})}= m(H_2O} + m(Cu(NO_3)_2) По уравнению реакции вычисляем количество вещества и массу получившейся воды: n(H2O)=2⋅0,39|4=0,195 моль, m(H2O)=0,195⋅18=3,51 г. Теперь можем вычислить массу конечного раствора: кон. p-paгm(кон. p-pa)=m(Cu(NO3)2)+m(H2O)=3,51+19=22,51г 6) Зная массу полученного раствора и массу соли в нем, легко вычислить массовую долю соли: кон. p-paггω(Cu(NO3)2)=m(Cu(NO3)2)m(кон. p-pa)=19г22,51г=0,844=84,4% Ответ: массовая доля соли в полученном растворе 84,4%
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 376; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.59.108.176 (0.008 с.) |