Что влияет на выход продукта реакции

Выход реакции. Задачи на выход

Задачи на выход продукта химической реакции. Как решать задачи на выход продукта реакции. Что такое выход продукта химической реакции. Теоретическое и практическое количество продукта химической реакции.

При решении задач на расчеты по уравнениям химических реакций мы принимаем, что в ходе реакции образуется точно рассчитанное количество продукта, исходя из мольного соотношения реагентов и продуктов. Количество продукта реакции, которое должно получится из реагентов согласно стехиометрическим расчетам — это теоретическое количество (масса, объем) или теоретический выход продукта реакции n_теор.

Однако на практике это соотношение не выполняется, и в большинстве случаев образуется меньшее количество продукта реакции, чем было рассчитано — практическое количество (масса, объем) или практический выход продукта реакции n_пр.

Практический и теоретический выход не совпадают в силу разных причин — неэффективные соударения реагирующих частиц, побочные процессы, потери в ходе проведения реакции и т.д.

Обратите внимание! Понятия теоретического или практического количества реагента не существует. Ведь мы всегда берем определенное количество реагентов. А вот вступать в реакцию не полностью реагенты могут.

Массовая (мольная, объемная) доля выхода продукта реакции η или ω — это соотношение массы (количества вещества, объема) продукта, которая практически получена в ходе реакции, m_пр., к массе (количеству, объему) продукта, которая рассчитана теоретически, m_теор.:

Массовую (мольную, объемную) долю выхода продукта реакции можно выражать в долях, а можно в процентах:

Рассмотрим несколько задач на определение и использование выхода продукта реакции.

1. Какое количество вещества аммиака получится при действии избытка раствора гидроксида натрия на 500 г сульфата аммония, если выход в данной реакции 70%?

Решение.

Количество вещества сульфата аммония:

Теоретическое количество аммиака:

Зная мольную долю выхода продукта реакции, определим практический выход аммиака:

Ответ: n_пр.(NH₃) = 5,3 моль

2. При хлорировании метана объемом 112 л (н. у.) получен дихлорметан массой 255 г. Определите долю выхода дихлорметана.

Решение.

Количество вещества метана:

Теоретическое количество дихлорметана:

Масса дихлорметана, которая приведена в условии задачи — это практический выход дихлорметана.

Доля выхода дихлорметана:

η = m_пр./m_теор. = 255/425 = 0,6 или 60%

Ответ: выход продукта реакции 60%

3. Определите массу оксида меди (II), которая потребуется для получения 500 г нитрата меди, если доля выхода в реакции взаимодействия оксида меди с HNO₃ составляет 92%?

4. Определите объем (н.у., л) аммиака, который получится при действии избытка раствора гидроксида натрия на 48 г карбоната аммония, если выход в реакции составляет 70%?

5. Определите массу соли, г, которая образуется при растворении в избытке азотной кислоты 80 г оксида меди (II), если выход в реакции составляет 80%?

6. При термическом разложении 1700 г нитрата натрия было получено 174,4 л кислорода (н.у.). Определите массовую долю выхода в этой реакции.

7. Рассчитайте массу оксида магния, которая образуется при разложении гидроксида магния массой 50 г, если реакция разложений прошла с выходом 95,5%.

8. Какая масса бензола (кг) может получиться из 369,6 м 3 (н.у.) ацетилена, если доля выхода бензола составила 65% от теоретически возможного?

9. Определите массу спирта, полученного при гидратации 40 л пропилена (н.у.), если доля выхода продукта реакции со­ставляет 65% от теоретически возможного.

10. Определите долю выхода в реакции каталитического окисления аммиака кислородом, если при окислении 10 моль аммиака образуется 200 л оксида азота (II) при н.у.?

11. Пары брома объемом 20 л смешали с избытком водо­рода, в результате из смеси выделили 32 л бромоводорода. Определите долю выхода, %, если объемы газов измерялись при одинаковых условиях.

12. Оксид кальция массой 0,64 кг нагрели до 1200° С с до­статочной массой оксида кремния (IV). Масса образовавшегося силиката кальция оказалась равной 1,024 кг. Определите выход (%) реакции соединения.

13. Из 36 г метанола было получено 24 г диметилового эфира. Рассчитайте выход реакции дегидратации

14. Углекислый газ объемом 6 л (н.у.) пропустили над раскалённым углем, продукт реакции пропустили через избыток известковой воды, после чего собрали 7,2 л (н.у.) газа. Определите степень превращения углекислого газа, %.

15. Определите массу, г нитрата аммония, которая содержалась в растворе, если при действии на этот раствор избытка гидроксида кальция выделилось 6 г аммиака. Реакция прошла с выходом 88,2 %.

16. При термическом разложении не загрязненного примесями карбоната кальция образовалось 20 г оксида кальция. Изве­стно, что реакция прошла с выходом 85%. Вычислите массу карбоната кальция, взятого для проведения реакции разложений и объем (н.у.) образовавшегося углекислого газа.

17. Какой объем пропана (н.у.) потребуется для получения 42 г пропена, если доля выхода продуктов реакции составля­ет 60% от теоретически возможного?

18. При бромировании пентена-2 массой 8,4 г получен 2,3-дибромпентан массой 24,3 г. Определите долю выхода продукта реакции.

19. Из 69 г этанола получен бутадиен-1,3 массой 36,85 г. Определите массовую долю выхода продукта реакции.

20. При бромировании 5,4 г дивинила избытком брома обра­зуется 28,2 г 1,2,3,4-тетрабромбутана. Определите выход продукта реакции.

21. Определите, какая масса 2-метилбутана необходима для получения 46,24 г изопрена, если доля выхода продукта реакции со­ставляет 85%?

22. Определ ите объем метана, который потребуется для получения 63 л ацетилена (н.у.), если доля выхода продуктов реакции состав­ляет 70% от теоретически возможного.

23. Определите, какую массу уксусного альдегида можно получить по ре­акции Кучерова из 11,2 л ацетилена (н. у.), если доля выхо­да продуктов реакции составляет 80% от теоретически возможного?

24. При действии избытка воды на 48 г технического карби­да кальция, содержащего 10% примесей, образовался аце­тилен объемом 10,08 л (н.у.). Определите долю выхода продукта ре­акции.

25. Определите массу технического карбида алюминия, содер­жащего 7% примесей, необходимого для получения 56 л метана (н.у.), если доля выхода продуктов реакции со­ставляет 70% от теоретически возможного.

26. Из 179,2 л бутана (н.у.) с объемной долей примесей 25% двухстадийным синтезом получен бутанол-2 массой 159,84 г. Доли выхода продуктов на первой и второй ста­диях одинаковы. Определите доли выхода продуктов реакций.

27. Циклогексан массой 16 г сожгли в избытке кислорода и получен­ный углекислый газ пропустили через избыток раствора гидроксида кальция, в результате чего выпал осадок мас­сой 90 г. Определите массовую долю негорючих примесей в циклогексане, если доля выхода продуктов горения состав­ляет 90% от теоретически возможного.

28. При нитровании 46,8 г бензола получен нитробензол мас­сой 66,42 г. Определите выход продуктов реакции.

Источник

Что влияет на выход продукта реакции

Репетитор по химии и биологии

100 баллов ЕГЭ по химии!

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова

выпускница репетитора В.Богуновой

РГМУ по химии 2010

РНИМУ им. Н.И. Пирогова

выпускница репетитора В.Богуновой

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова

выпускница репетитора В.Богуновой

МГМСУ, лечебный факультет

выпускник репетитора В.Богуновой

МГМСУ, лечебный факультет

выпускница репетитора В. Богуновой

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова

выпускница репетитора В.Богуновой

МГМСУ им. А.И. Евдокимова

выпускница репетитора В.Богуновой

РНИМУ им. Н.И. Пирогова

выпускник репетитора В.Богуновой

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова

выпускница репетитора В.Богуновой

МГМСУ им. А.И. Евдокимова

выпускница репетитора В. Богуновой

РНИМУ им. Н.И. Пирогова

выпускник репетитора В.Богуновой

МГМСУ им. А.И. Евдокимова

выпускник репетитора В.Богуновой

Секретная шпаргалка по химии.

Вы хотите познавать химию и профессионально, и с удовольствием? Тогда вам сюда! Автор методики системно-аналитического изучения химии Богунова В.Г. раскрывает тайны решения задач, делится секретами мастерства при подготовке к ОГЭ, ЕГЭ, ДВИ и олимпиадам

В своей практике я, действительно, столкнулась с парадоксом, когда очень толковые ребята, хорошо знающие химию, жутко боятся элементарных расчетов на степень превращения вещества и выход продукта реакции. Их начинает терзать сомнение: «А справлюсь ли я на ЕГЭ?!» Такие переживания могут зайти далеко и перерасти в никому не нужную депрессию. Думаю, вы тоже сталкивались с аналогичными проблемами. Что делать? Я предлагаю все трудности преодолевать вместе. Вначале мы повторим тему «Выход продукта реакции», поучимся решать задачи, обязательно разберем 35-ю задачу, предложенную моей ученицей, а в конце статьи я расскажу вам секретное упражнение, которое нужно выполнять всякий раз, когда вы начинаете сомневаться в собственных силах и способностях. Упражнение так и называется «У меня все получится!». Итак, поехали!

При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4 г получили 24 г цинка. Определите выход продукта реакции

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

Многие нерастворимые в воде гидроксиды разлагаются при нагревании до оксидов соответствующих металлов и воды.

Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите массу карбоната натрия для получения оксида углерода (IV) массой 56,1 г. Практический выход продукта 85%.

Реакция ионного обмена протекает, если один из продуктов покидает сферу реакции (в виде осадка, газа или слабого электролита, растворимого в воде). Возможность протекания реакции обмена с выделением газа я рекомендую определять по мнемоническому Правилу Сильного © (в данной реакции сильная кислота вытесняет слабую из растворов солей).

Определяем практическое количество вещества продукта (по полученной массе). Делаем пересчет на теоретическое значение (по формуле выхода реакции). Расчеты по уравнению реакции делают строго по теоретическому значению количества вещества!

При действии оксида углерода (II) на оксид железа (III) получено железо массой 11,2 г. Найдите массу использованного оксида железа (III), если выход реакции составляет 80%.

Оксид углерода (II) в качестве восстановителя металлов из оксидов применяется наиболее широко. Например, при выплавке чугуна в доменной печи восстановителями являются кокс и образующийся оксид углерода (II). В задаче представлена одна из стадий процесса получения железа из красного железняка.

Определяем практическое количество вещества продукта (по полученной массе). Делаем пересчет на теоретическое значение (по формуле выхода реакции). Расчеты по уравнению реакции делают строго по теоретическому значению количества вещества!

При взаимодействии железа с хлором получено 10 г соли, что составляет 85% от теоретически возможного. Сколько граммов железа было взято для реакции с хлором?

Железо реагирует с хлором при небольшом предварительном нагревании. Реакция идет бурно, с разогревом и приводит к образованию хлорида железа (III). Почему реакция не останавливается на хлориде железа (II)? Это связано с сильной окислительной активностью хлора, который способен отобрать электрон от иона Fe(2+).

Определяем практическое количество вещества продукта (по полученной массе). Делаем пересчет на теоретическое значение (по формуле выхода реакции). Расчеты по уравнению реакции делают строго по теоретическому значению количества вещества!

Задача 35 ЕГЭ (восстановлена по памяти)

При гидратации 31,50 г этиленового углеводорода образовалось 23,76 г органического вещества. Выход продукта составил 60%. Определите молекулярную формулу углеводорода и установите его структуру, если известно, что при его жёстком окислении перманганатом калия образуются кетон и кислота. Напишите уравнение реакции углеводорода с водой, в уравнении изобразите структурные формулы органических веществ

1. Сядь в спокойной обстановке, закрой глаза, успокой дыхание. Сосредоточься на своей цели. Представь, что у тебя уже все получилось и ты достиг всего, к чему стремился.

3. Побудь в таком состоянии несколько минут, затем встань, расправь плечи и стряхни с себя все плохое.

Хочу привести цитату из стихотворения американского поэта Эдгара Геста, который был очень популярен 100 лет назад:

И ты не верь тому, кто скажет: «Это слишком сложно!»
Не слушай тех, кто будет утверждать, что это невозможно,
Не бойся трудностей – скорей берись за дело,
Гони сомненья прочь – к мечте иди решительно и смело!

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Позвоните мне +7(903)186-74-55

Обязательно посетите сайт Репетитор по химии и биологии. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами.

Подписывайтесь на канал «Репетитор по химии и биологии». Здесь вы найдете огромное количество видеоуроков и вебинаров для изучения химии и биологии и подготовки к ЕГЭ

Источник

Урок 14. Выход продукта реакции

В прошлом уроке мы научились, как правильно составлять полные уравнения химических реакций, которые используются главным образом для расчета ожидаемого выхода (количества продуктов) реакции и для определения того, останется ли в избытке какой-либо из реагентов после израсходования других реагентов. В уроке 14 «Выход продукта реакции» мы только и будем, что вычислять количество продукта реакции с помощью вышеупомянутых полных химических уравнений. Меньше слов — больше дела! Переходим сразу к разбору задач на выход продукта реакции.

Задачи на выход продукта реакции

Для начала составим полное уравнение реакции образования C₆H₆ из С и H₂:

Готово! Для тех кто забыл напоминаю, что вещества в левой части химического уравнения называются реагентами, а в правой части – продуктами. В нашем случае реагентами будут углерод C и водород H, а бензол C₆H₆ является продуктом реакции. Определим число молей углерода, вступающих в реакцию. По условию задачи в реакции участвует 100 г углерода, а из таблицы Менделеева нам известно, что масса одного моля углерода составляет 12,011 г/моль. Следовательно, чтобы найти число молей в 100 г углерода, следует:

Еще раз взгляните на полное уравнение реакции, обращая свое внимание на коэффициенты перед C и H₂. Нетрудно заметить, что число молей водорода в реакции участвует в два раза меньше, чем число молей углерода. Поэтому делим 8,326 на 2 и получаем 4,163 моля H₂, которые нам понадобятся для осуществления реакции. А теперь вычислим массу 4,163 молей H₂:

Находим молярную массу бензола C₆H₆:

Из уравнения реакции следует, что количество молей бензола в 6 раз меньше, чем углерода, т.е 8,326/6 = 1,388 моля C₆H₆. Следовательно, масса образующегося бензола равно:

Можно убедиться в правильности наших вычислений, сложив полученные массы реагентов: 100,0 г углерода + 8,4 г водорода = 108,4 г бензола. Закон сохранения массы соблюдается, значит мы вычислили количество продукта реакции верно.

Пример 2. Для получения сульфида серебра Ag₂S, химичка дала 10,00 г серебра и 1,00 г серы. Сколько граммов Ag₂S можно получить в ходе реакции? Какое из исходных веществ останется в избытке и в каком количестве?

Составим полное уравнение реакции, а под ним запишем соответствующие массы реагентов и продукта, пользуясь молярными массами:

Далее определяем необходимое количество S для реакции с 10,00 г Ag. Для этого сначала вычисляем сколько серы прореагирует с 1 г серебра:

Теперь вычисляем сколько S вступит в реакцию с 10 г Ag:

Но химичка дала нам лишь 1,00 г серы, а значит не все имеющееся серебро прореагирует. Тогда попробуем подойти к задаче с другой стороны: можно сказать, что количество серебра, необходимое для полной реакции с 1,00 г серы, должно быть равно:

Так как на реакцию с 1 г S требуется лишь 6,73 г Ag₂S из 10 г имеющихся, то 3,27 г Ag останется непрореагировавшим. Теперь можно ответить и на вопрос, какое количество Ag₂S образуется в итоге:

Вы наверняка отметили, что задача была решена не стандартным способом, как в примере 1. Для решения этого примера использовался метод весовых отношений. Пользуясь им можно быстро решать подобные задачи, но проще запутаться, если вы не абсолютно уверены в своих действиях.

А теперь рассмотрим решение этой задачи обычным методом, основанным на использовании молей:

Сперва найдем число молей Ag и S, имеющихся в наличии:

Хорошо! Поскольку в уравнении реакции указано, что на 1 моль S расходуется 2 моля Ag, то умножим 0,0312×2 и получим 0,0624 моля Ag, а 0,0303 моля Ag останутся неиспользованными. Таким образом, 0,0312 моля серы должно прореагировать с 0,0624 моля серебра с образованием 0,0312 моля Ag₂S. Переведем эти количества молей снова в граммы:

Ответ такой же, как в методе весовых отношений. Метод молей трудоемок, но более надежнее. Советую пользоваться именно методом молей, пока вы полностью не освоите химические расчеты.

Надеюсь из урока 14 «Выход продукта реакции» вы усвоили для себя насколько просто рассчитать выход реакции. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Увеличение выхода продукта реакции за счет сдвига равновесия в результате повышения концентрации исходных реагентов также часто осуществляют на практике; обычно повышают концентрацию наиболее дешевого компонента. Так, при получении водорода конверсией СО водяным паром создают избыток паров воды, поскольку водяной пар относительно дешев. [2]

Результаты настоящей работы показывают возможность увеличения выхода продуктов реакции за счет хроматографических эффектов при переходе от стационарного к нестационарному режиму работы реактора. При этом должны существовать оптимальная длина реактора и оптимальная периодичность ввода сырья в реакторе. Хроматографяческие эффекты позволяют увеличить выход продуктов не только в реакциях типа ки z z A, но и во многих других процессах, например в процессах, где газ-носитель является одним из реагирующих веществ. [4]

Увеличение количества катализатора ( от соотношения спирт: катализатор, равного 4: 1, до отношения 3: 1) приводит к увеличению выхода продуктов реакции без изменения качественного состава реакционной смеси. [8]

Из анализа результатов следует, что с увеличением температуры интенсивность процесса пиролиза возрастает, изменяется выход легких олефиновых углеводородов. Сопоставительный анализ работы двух типов реакторов пиролиза показывает увеличение выхода продуктов реакции на ( 2 ( Н-25) % весовых в вихревом реакторе по сравнению с прямоточным реактором. [12]

Если в равновесную химическую систему добавить какое-либо вещество, участвующее в рассматриваемом равновесии, то в системе начнется процесс, направленный на расходование части добавленного вещества, который будет протекать до восстановления нарушенного равновесия. И, наоборот, удаление из равновесной системы какого-либо из взаимодействующих компонентов приводит к протеканию процессов, направленных на образование дополнительного количества этого компонента. Поэтому для увеличения выхода продукта реакции стремятся поддерживать высокую концентрацию исходных веществ и удалять в ходе процесса образующиеся продукты. Например, при синтезе аммиака из азота и водорода стремятся постоянно удалять из циркулирующей смеси образовавшийся аммиак и насыщать смесь дополнительными порциями азота и водорода. [15]

Источник

Выхода продукта реакции

Методы расчета состава равновесной реакционной смеси и

Химические реакции идут в сторону установления динамического равновесия, при котором в системе присутствуют и исходные вещества и продукты реакции, но отсутствует тенденция к изменению достигнутого состояния. Для некоторых реакций концентрации продуктов в равновесной смеси настолько превышают концентрации непрореагировавших исходных веществ, что с практической точки зрения реакция «завершается». Однако в большинстве случаев равновесная смесь содержит сопоставимые количества реагентов и продуктов реакции, поэтому одной из важнейших прикладных задач является расчет состава равновесной реакционной смеси и равновесного выхода продукта.

Пример 1. Расчет состава равновесной смеси для гомогенной реакции, протекающей в газовой фазе.

Пусть требуется найти состав равновесной смеси для реакции:

в которой сумма стехиометрических коэффициентов в правой и левой частях уравнения одинакова (в данном случае равна ∆n = 2). Для реакций такого типа K_P=K_x=K_c. Допустим, что число молей каждого из исходных веществ на момент начала реакции, равно его стехиометрическому множителю в уравнении реакции. Обозначим за х – число молей продукта HI, образовавшихся к моменту установления равновесия.

Если в начальный момент времени в системе присутствовали только реагенты, то:

Константа равновесия этой реакции в соответствии с составленным равновесием будет выражена уравнением:

.

Решая полученное квадратное уравнение при заданных Р и К_Р, определяем физически корректное значение x, а, значит, и равновесный состав смеси. Очевидно, что в рассматриваемом случае выход продукта не зависит от давления.

Пример 2. Расчет состава равновесной смеси для гомогенной реакции, протекающей в газовой фазе с изменением числа молей реагентов.

Рассмотрим реакцию:

для которой сумма стехиометрических коэффициентов в правой и левой частях уравнения различна (в данном случае ∆n = 5 – 3 = 2). Если в начальный момент времени в системе присутствовали только реагенты, то:

Константа равновесия этой реакции в соответствии с составленным равновесием будет выражена уравнением:

.

Пример 3. Расчет состава равновесной смеси для гетерогенной реакции.

Химические реакции, в которых вещества находятся в разных фазах, называют гетерогенными реакциями. В тех случаях, когда конденсированная фаза является раствором, константа равновесия выражается через мольные доли (идеальный раствор) или через активности (реальный раствор). Газообразные реагенты будут представлены в константе равновесия парциальными давлениями (идеальные газы) или летучестями (реальные системы).

Если твердые вещества, участвующие в реакции, не образуют растворов, их концентрации (активности) равны 1 и не входят в выражение для константы равновесия. Таким образом, в константу равновесия гетерогенной реакции входят только парциальные давления газообразных участников реакции.

Рассмотрим реакцию:

Условимся, что в реакцию вступают а молей углекислого газа, а продукт в исходной реакционной смеси отсутствует.

Константа равновесия этой реакции будет выражена уравнением:

.

Решая полученное квадратное уравнение, находим значение выхода продукта x.

Источник