Схема:
1. Д а н о :
m (V, n) реагента
mпрактич. (Vпр., nпр.) продукта
η - ?
2. Составление уравнения реакции:
а А + b B → c C
а моль b моль с моль
3.Определение количества вещества
А или B по условию задачи:
n(А, B) = m/M; n (A, B) = V/Vm
4.Определение количества вещества
продукта (С) по уравнению реакции
(теоретического) путём составления
и решения пропорции:
n(А) ‗ n(C) или n(B) ‗ n(C)
a c b c
5. Определение m (V) продукта
(теоретического) по количеству
вещества (С):
m (C) = M(C) * n или
V(C) = Vm * n
6. Определение выхода продукта
по отношению к теоретически
возможному по формуле:
η = mпракт. / m теор. или
φ = Vпракт./ Vтеор.
Расчёт выхода продукта реакции по отношению к теоретически возможному.
Помните: первым действием в решении задачи является определение массы (объема, количества
вещества) продукта реакции по уравнению и исходным данным.
|
Порядок действий (пошаговый): |
Пример: Определите выход продукта реакции синтеза аммиака, если при взаимодействии 6,72 л азота с избытком водорода получено 6,72 л аммиака. |
|
I. Запишите краткое условие задачи и уравнение химической реакции, подчеркните вещества, о которых идет речь в задаче. Переведите массу (объем) известного исходного вещества (реагента) в количество (моли): n = m : M (n = V : Vm) |
Д а н о : Решение: 
V(N2) = 6.72 л N2 + 3 H2 = 2 NH3 Vпракт.(NH3)=6.72 л 1 моль 2 моль φ (NH3) = ? n (N2) = 6.72 л : 22.4 л/моль = 0,3 моль |
|
II.Определите количество продукта по уравнению реакции. Т.е. теоретически возможное (если бы выход реакции составлял бы 100%) . |
По уравнению: 1 моль (N2) → 2 моль (NH3) Следовательно: 0,3 моль (N2) → 0,6 моль (NH3) nтеорет. (NH3) = 0.6 моль (или 13,44 л) |
|
III. Определите, какую часть от теоретически возможного составляет практически полученная по условию масса (объем, количество) продукта. Воспользуйтесь формулой: η = mпракт. / m теор. или φ = Vпракт./ Vтеор. Запишите ответ. |
Обратите внимание: Vпракт./ Vтеор = nпракт. / nтеорет. = φ nпракт. (NH3) = 6.72 л : 22.4 л/моль = 0,3 моль φ (NH3) = 0,3моль (6,72 л) : 0,6моль (13,44л) = 0,5 (50%) Ответ: φ (NH3) = 50%. |
Расчёт массы (объема, количества) исходного вещества по известному выходу продукта.
Помните: первым действием в решении задачи является определение теоретической массы
(объема, количества)продукта по известному выходу.
|
Порядок действий (пошаговый): |
Пример: Определите массу карбоната кальция, необходимую для получения 7 л углекислого газа реакцией разло- жения, если его выход составляет 0,8 (80%). |
|
I. Запишите краткое условие задачи и уравнение химической реакции, подчеркните вещества, о которых идет речь в задаче. |
Д а н о : Решение:  
Vпракт. (СО2) = 7 л СаСО3 → СаО + СО2 φ (СО2) = 0,8 m (СаСО3) = ? |
|
II. Определите теоретическую массу (объем) продукта по формуле: m теор. = mпракт. / η (Vтеор. = Vпракт./ φ ) |
 Vтеор. (СО2) = 7 : 0,8 = 8,75 л
|
|
III. Подставьте данные в уравнение реакции и опре- делите массу (объем) исходного вещества любым известным Вам способом. Запишите ответ. |
Х г 8,75 л СаСО3 → СаО + СО2 1 моль 1 моль М = 100г/моль Vm=22.4л/моль m = 100г V = 22,4л Х ‗ 8,75 Х = 39 г 100 22,4 Ответ: m (СаСО3) = 39 г. |
Алгоритм решения задач с использованием выхода продукта в процентах от теоретически возможного
Пример
Задача: Какой объем метана (н.у.) потребуется, чтобы синтезировать 30 г муравьиной кислоты, если её выход составляет 90 % ?
-
Запишите кратко условие задачи:
Дано: Решение:
m (HCOOH) = 30 г
W
(вых.) = 90 %
Н
айти: V (СН4)
-
Найдите теоретический выход продукта, используя формулу
m (практ. вых.) m (прак. вых)
W
= m (теор. вых.) =
m (теор. вых.) W (вых)
m (теор. вых.) = 30 : 0,9 = 33,3 г
-
Запишите уравнение реакции:
2
СН4 + 3О2 2 Н – СООН + 2 Н2О
-
Над формулами веществ запишите данные:
Х л 33,3 г
2
СН4 + 3О2 2 Н – СООН + 2 Н2О
-
Под формулами запишите количества веществ, их молярный объем, молярную массу, объем и массу:
Х л 33,3 г
2
СН4 + 3О2 2 Н – СООН + 2 Н2О
n = 2 моль n = 2 моль
Vm = 22,4 л/моль M = 46 г/моль
V = 44,8 л m = 92 г
-
Составьте и решите пропорцию:
X л : 44,8 л = 33,3 г : 92 г X = 16,2 л
-
Запишите ответ: 16,2 л
Задача: Из 13,44 л ацетилена получили 12 г бензола (н. у.). Сколько процентов это составляет от теоретически возможного выхода?
-
Сделайте краткую запись условия задачи:
Дано: Решение:
V = 13,44 л
m
= 12 г
Найти:
W
(вых.)
-
Запишите уравнение реакции:
3
C2H2 C6H6
-
Над формулами запишите данные, обзначив через Х теоретический выход бензола:
13,44 л Х г
3
C2H2 C6H6
-
Под формулами веществ укажите число молей веществ по уравнению реакции, их молярную массу и молярный объем, массу и объем:
13,44 л Х г
3C2H2 C6H6
Vm = 22,4л/моль M = 78г/моль
V = 67,2 л m = 78 г
-
Составьте и решите пропорцию:
13,44 л : 67,2 л = Х : 78 г Х = 15,6 г
-
Найдите практический выход в % к теоретическому, используя формулу:
m (практ. вых.) m (прак. вых)
W
= m (теор. вых.) =
m (теор. вых.) W (вых)
W = 12: 15,6 = 0,77 = 77 %
7. Запишите ответ: 77 %