Номер 105, страница 102 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.105. Сколько граммов изопропилового спирта можно получить при восстановлении 500 г ацетона, если выход реакции составляет 90%?

Дано:

$m(\text{ацетона}) = 500 \text{ г}$

$\eta(\text{выход}) = 90\% = 0.9$

Найти:

$m(\text{изопропилового спирта}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции восстановления ацетона (пропанона-2) до изопропилового спирта (пропанола-2). Восстановление происходит при присоединении водорода по двойной связи карбонильной группы:

$CH_3-CO-CH_3 + H_2 \xrightarrow{Ni, Pt} CH_3-CH(OH)-CH_3$

2. Рассчитаем молярные массы ацетона ($C_3H_6O$) и изопропилового спирта ($C_3H_8O$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы ($Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$):

Молярная масса ацетона:

$M(C_3H_6O) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 58 \text{ г/моль}$

Молярная масса изопропилового спирта:

$M(C_3H_8O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 16 = 60 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества ацетона, которое вступает в реакцию:

$n(C_3H_6O) = \frac{m(C_3H_6O)}{M(C_3H_6O)} = \frac{500 \text{ г}}{58 \text{ г/моль}} \approx 8.6207 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение ацетона и изопропилового спирта составляет 1:1. Это означает, что из одного моля ацетона образуется один моль спирта. Следовательно, теоретическое количество вещества спирта равно количеству вещества ацетона:

$n_{\text{теор.}}(C_3H_8O) = n(C_3H_6O) \approx 8.6207 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу изопропилового спирта, которая могла бы получиться при 100% выходе реакции:

$m_{\text{теор.}}(C_3H_8O) = n_{\text{теор.}}(C_3H_8O) \cdot M(C_3H_8O) \approx 8.6207 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} \approx 517.24 \text{ г}$

6. Теперь определим практическую массу изопропилового спирта, учитывая, что выход реакции составляет 90%:

$m_{\text{практ.}}(C_3H_8O) = m_{\text{теор.}}(C_3H_8O) \cdot \eta \approx 517.24 \text{ г} \cdot 0.9 \approx 465.52 \text{ г}$

Округлим полученный результат до одного знака после запятой.

Ответ:можно получить 465.5 г изопропилового спирта.