Номер 1, страница 160 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. Какая масса целлюлозы потребуется для получения 356,4 кг тринитроцеллюлозы?

Ответ: 200,5 кг.

1. Дано:

Масса тринитроцеллюлозы, $m(\text{ТНЦ}) = 356.4 \text{ кг}$

Найти:

Массу целлюлозы, $m(\text{Ц}) - ?$

Решение:

Процесс получения тринитроцеллюлозы из целлюлозы (полное нитрование) описывается следующим химическим уравнением, где показаны элементарные звенья полимеров:

$ (C_6H_{10}O_5)_n + 3n HNO_3 \rightarrow (C_6H_7N_3O_{11})_n + 3n H_2o $

Из уравнения видно, что из одного мономерного звена целлюлозы $(C_6H_{10}O_5)$ образуется одно мономерное звено тринитроцеллюлозы $(C_6H_7N_3O_{11})$.

1. Рассчитаем молярные массы (в кг/кмоль) для мономерных звеньев, используя относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$, $Ar(N)=14$.

Молярная масса целлюлозы ($C_6H_{10}O_5$): $M(\text{Ц}) = 6 \cdot 12 + 10 \cdot 1 + 5 \cdot 16 = 72 + 10 + 80 = 162 \text{ кг/кмоль}$.

Молярная масса тринитроцеллюлозы ($C_6H_7N_3O_{11}$): $M(\text{ТНЦ}) = 6 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 3 \cdot 14 + 11 \cdot 16 = 72 + 7 + 42 + 176 = 297 \text{ кг/кмоль}$.

2. Так как стехиометрическое соотношение целлюлозы и тринитроцеллюлозы составляет 1:1, мы можем составить пропорцию, связывающую их массы и молярные массы:

$\frac{m(\text{Ц})}{M(\text{Ц})} = \frac{m(\text{ТНЦ})}{M(\text{ТНЦ})}$

3. Подставим известные значения в пропорцию и найдем искомую массу целлюлозы:

$\frac{m(\text{Ц})}{162 \text{ кг/кмоль}} = \frac{356.4 \text{ кг}}{297 \text{ кг/кмоль}}$

$m(\text{Ц}) = 162 \text{ кг/кмоль} \cdot \frac{356.4 \text{ кг}}{297 \text{ кг/кмоль}} = 162 \cdot 1.2 \text{ кг} = 194.4 \text{ кг}$

Ответ: 194,4 кг.