Номер 9, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

9. При нагревании 80 г брома с избытком водорода образовалось 56,7 г бромоводорода. Найдите выход продукта этой реакции.

Дано:

$m(Br_2) = 80$ г

$m_{практ}(HBr) = 56,7$ г

Водород ($H_2$) в избытке.

Найти:

$\eta(HBr)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции синтеза бромоводорода из простых веществ:

$H_2 + Br_2 \xrightarrow{t} 2HBr$

2. Рассчитаем молярные массы реагента (брома) и продукта (бромоводорода). Для этого воспользуемся периодической системой химических элементов, округлив атомные массы до целых значений: $Ar(H) = 1$, $Ar(Br) = 80$.

Молярная масса брома ($Br_2$):

$M(Br_2) = 2 \times Ar(Br) = 2 \times 80 = 160$ г/моль.

Молярная масса бромоводорода ($HBr$):

$M(HBr) = Ar(H) + Ar(Br) = 1 + 80 = 81$ г/моль.

3. Вычислим количество вещества брома, вступившего в реакцию. Поскольку водород дан в избытке, бром является лимитирующим реагентом, и все дальнейшие расчеты производятся по нему.

$n(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{80 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,5$ моль.

4. По уравнению реакции определим теоретически возможное количество вещества бромоводорода ($HBr$), которое может образоваться из 0,5 моль брома.

Из стехиометрических коэффициентов уравнения видно, что из 1 моль $Br_2$ образуется 2 моль $HBr$.

Следовательно, количество вещества $HBr$ будет в два раза больше количества вещества $Br_2$:

$n_{теор}(HBr) = 2 \times n(Br_2) = 2 \times 0,5 \text{ моль} = 1$ моль.

5. Рассчитаем теоретическую массу бромоводорода, соответствующую 100%-ному выходу реакции:

$m_{теор}(HBr) = n_{теор}(HBr) \times M(HBr) = 1 \text{ моль} \times 81 \text{ г/моль} = 81$ г.

6. Теперь можно найти выход продукта реакции ($\eta$), который представляет собой отношение практически полученной массы вещества к теоретически возможной массе, выраженное в процентах.

$\eta = \frac{m_{практ}(HBr)}{m_{теор}(HBr)} \times 100\%$

$\eta = \frac{56,7 \text{ г}}{81 \text{ г}} \times 100\% = 0,7 \times 100\% = 70\%$

Ответ: выход продукта этой реакции составляет 70%.