Номер 3, страница 25, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Сколько граммов пропионового альдегида можно получить при окислении 100 г пропилового спирта, если выход альдегида составляет 90% от теоретического?

Ответ: 87,0 г.

3. Дано:

Масса пропилового спирта, $m(C_3H_7OH) = 100 \text{ г}$

Выход продукта, $\eta = 90\% = 0.9$

Найти:

Практическая масса пропионового альдегида, $m_{практ}(C_2H_5CHO)$ — ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции окисления пропилового спирта (пропанола-1) до пропионового альдегида (пропаналя). Пропиловый спирт является первичным спиртом, и его мягкое окисление приводит к образованию альдегида.

Уравнение реакции в общем виде:

$CH_3CH_2CH_2OH \xrightarrow{[O]} CH_3CH_2CHo + H_2O$

Из уравнения видно, что пропиловый спирт и пропионовый альдегид реагируют в мольном соотношении $1:1$.

$n(CH_3CH_2CH_2OH) = n(CH_3CH_2CHO)$

2. Рассчитаем молярные массы реагента и продукта, используя относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

Молярная масса пропилового спирта $(C_3H_8O)$:

$M(C_3H_8O) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 16 = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ г/моль}$

Молярная масса пропионового альдегида $(C_3H_6O)$:

$M(C_3H_6O) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 36 + 6 + 16 = 58 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) пропилового спирта, вступившего в реакцию:

$n(C_3H_8O) = \frac{m(C_3H_8O)}{M(C_3H_8O)} = \frac{100 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = \frac{5}{3} \text{ моль} \approx 1.667 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции, теоретически возможное количество вещества пропионового альдегида равно количеству вещества пропилового спирта:

$n_{теор}(C_3H_6O) = n(C_3H_8O) = \frac{5}{3} \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретическую массу пропионового альдегида, которая могла бы образоваться при 100% выходе реакции:

$m_{теор}(C_3H_6O) = n_{теор}(C_3H_6O) \cdot M(C_3H_6O) = \frac{5}{3} \text{ моль} \cdot 58 \text{ г/моль} = \frac{290}{3} \text{ г} \approx 96.67 \text{ г}$

6. Рассчитаем практическую массу пропионового альдегида, учитывая, что выход реакции составляет 90%.

Выход продукта $(\eta)$ определяется как отношение практической массы к теоретической:

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}}$

Следовательно, практическая масса равна:

$m_{практ} = m_{теор} \cdot \eta$

$m_{практ}(C_3H_6O) = \frac{290}{3} \text{ г} \cdot 0.90 = \frac{290 \cdot 0.9}{3} \text{ г} = 290 \cdot 0.3 \text{ г} = 87 \text{ г}$

Ответ: 87,0 г.