Номер 7, страница 91 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Какая масса пропанола-2 теоретически требуется для получения 29 г ацетона?

Дано:

$m(ацетона) = 29 \text{ г}$

$m(C_3H_6O) = 29 \text{ г} = 0.029 \text{ кг}$

Найти:

$m(пропанола\text{-}2) = ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции получения ацетона из пропанола-2. Ацетон (пропанон) получают путем дегидрирования или окисления вторичного спирта пропанола-2. В обоих случаях стехиометрическое соотношение исходного вещества и продукта 1:1.

Уравнение реакции дегидрирования:

$CH_3-CH(OH)-CH_3 \xrightarrow{Cu, t} CH_3-C(O)-CH_3 + H_2$

В молекулярном виде:

$C_3H_8O \rightarrow C_3H_6O + H_2$

Из уравнения реакции следует, что из 1 моль пропанола-2 образуется 1 моль ацетона. Следовательно, их количества вещества равны:

$\nu(C_3H_8O) = \nu(C_3H_6O)$

2. Рассчитаем молярные массы пропанола-2 и ацетона. Для этого воспользуемся периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева, взяв относительные атомные массы углерода, водорода и кислорода: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса пропанола-2 ($C_3H_8O$):

$M(C_3H_8O) = 3 \cdot Ar(C) + 8 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 16 = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ г/мол}$

Молярная масса ацетона ($C_3H_6O$):

$M(C_3H_6O) = 3 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 36 + 6 + 16 = 58 \text{ г/мол}$

3. Найдем количество вещества ацетона массой 29 г, используя формулу $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(C_3H_6O) = \frac{m(C_3H_6O)}{M(C_3H_6O)} = \frac{29 \text{ г}}{58 \text{ г/мол}} = 0.5 \text{ мол}$

4. Согласно уравнению реакции, количество вещества пропанола-2, необходимое для реакции, равно количеству вещества полученного ацетона:

$\nu(C_3H_8O) = \nu(C_3H_6O) = 0.5 \text{ мол}$

5. Теперь можем рассчитать теоретически необходимую массу пропанола-2 по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(C_3H_8O) = \nu(C_3H_8O) \cdot M(C_3H_8O) = 0.5 \text{ мол} \cdot 60 \text{ г/мол} = 30 \text{ г}$

Ответ: теоретически требуется 30 г пропанола-2.