Номер 1, страница 127 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. При взаимодействии 13,8г этанола с 28 г оксида меди (II) получен альдегид массой 9,24 г. Определите массовую долю выхода продукта реакции.

Ответ: 70%

1. Дано:

Масса этанола $m(C_2H_5OH) = 13,8 \text{ г}$

Масса оксида меди(II) $m(CuO) = 28 \text{ г}$

Практическая масса полученного альдегида $m_{практ}(\text{альдегида}) = 9,24 \text{ г}$

Найти:

Массовую долю выхода продукта реакции $\eta(\text{продукта}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции. При окислении первичных спиртов, каким является этанол, оксидом меди(II) образуется альдегид (этаналь), металлическая медь и вода.

$C_2H_5OH + Cuo \xrightarrow{t} CH_3CHo + Cu + H_2O$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете.

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot A_r(C) + 6 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \text{ г/моль}$

$M(CuO) = A_r(Cu) + A_r(O) = 64 + 16 = 80 \text{ г/моль}$

$M(CH_3CHO) = 2 \cdot A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 16 = 44 \text{ г/моль}$

3. Определим, какое из исходных веществ находится в недостатке (является лимитирующим реагентом). Для этого найдем количество вещества (число моль) каждого реагента.

$n(C_2H_5OH) = \frac{m(C_2H_5OH)}{M(C_2H_5OH)} = \frac{13,8 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

$n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{28 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0,35 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, 1 моль этанола реагирует с 1 моль оксида меди(II). Так как этанола (0,3 моль) меньше, чем оксида меди(II) (0,35 моль), то этанол находится в недостатке и прореагирует полностью. Расчет теоретического выхода продукта ведем по лимитирующему реагенту — этанолу.

4. Рассчитаем теоретически возможную массу альдегида ($m_{теор}$). По уравнению реакции, из 1 моль этанола образуется 1 моль альдегида. Следовательно, количество вещества альдегида теоретически равно количеству вещества этанола.

$n_{теор}(CH_3CHO) = n(C_2H_5OH) = 0,3 \text{ моль}$

Теперь найдем теоретическую массу альдегида:

$m_{теор}(CH_3CHO) = n_{теор}(CH_3CHO) \cdot M(CH_3CHO) = 0,3 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 13,2 \text{ г}$

5. Рассчитаем массовую долю выхода продукта реакции ($\eta$). Она равна отношению практически полученной массы к теоретически возможной массе, умноженному на 100%.

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}} \cdot 100\%$

$\eta = \frac{9,24 \text{ г}}{13,2 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,7 \cdot 100\% = 70\%$

Ответ: массовая доля выхода продукта реакции составляет 70%.