Номер 2, страница 9 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

1. Задачи на вычисление количества, массы или объёма продукта реакции, если одно из исходных веществ взято в избытке. Проверьте себя - номер 2, страница 9.

Условие.

2. Количество продукта реакции рассчитывают

1) по реагенту, взятому в избытке

2) по реагенту, взятому в недостатке

3) по любому из реагентов

4) по тому реагенту, перед которым стоит больший коэффициент

Решение.

Решение 2.

2. В химических реакциях реагенты взаимодействуют друг с другом в определённых стехиометрических соотношениях, которые задаются коэффициентами в уравнении реакции. Однако на практике реагенты редко смешивают в идеально точном соотношении.

Один из реагентов обычно заканчивается раньше других. Этот реагент называется лимитирующим или реагентом, взятым в недостатке. Как только он полностью расходуется, химическая реакция прекращается, и образование продукта останавливается, независимо от того, сколько осталось других реагентов.

Реагенты, которые остаются после полного расходования лимитирующего реагента, называются реагентами, взятыми в избытке.

Следовательно, максимальное количество продукта, которое может образоваться в ходе реакции (теоретический выход), определяется начальным количеством именно лимитирующего реагента (реагента в недостатке). Расчет по реагенту в избытке привел бы к неверному, завышенному результату, так как для такого количества продукта просто не хватит другого компонента.

Рассмотрим пример: синтез аммиака из азота и водорода.

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

Согласно уравнению, 1 моль азота реагирует с 3 молями водорода. Допустим, для реакции взяли 2 моль $N_2$ и 3 моль $H_2$.

Чтобы определить лимитирующий реагент, сравним мольные соотношения. На 2 моль $N_2$ потребовалось бы $2 \times 3 = 6$ моль $H_2$. У нас же есть только 3 моль $H_2$. Следовательно, водород находится в недостатке и является лимитирующим реагентом. Азот ($N_2$) находится в избытке.

Расчет количества аммиака ($NH_3$) нужно вести по водороду:

Из 3 моль $H_2$ образуется 2 моль $NH_3$.

Значит, из имеющихся 3 моль $H_2$ образуется $2$ моль $NH_3$.

Если бы мы ошибочно провели расчет по избыточному реагенту (азоту), то получили бы: из 2 моль $N_2$ должно было бы получиться $2 \times 2 = 4$ моль $NH_3$. Но это невозможно, так как на это потребовалось бы 6 моль $H_2$, которых у нас нет.

Таким образом, правильный ответ — расчет ведут по реагенту, взятому в недостатке.

Проанализируем предложенные варианты:

• 1) по реагенту, взятому в избытке — неверно, так как приведет к завышенному результату.
• 2) по реагенту, взятому в недостатке — верно, так как именно он определяет, когда реакция остановится.
• 3) по любому из реагентов — неверно, это возможно только при строгом стехиометрическом соотношении реагентов.
• 4) по тому реагенту, перед которым стоит больший коэффициент — неверно, коэффициент не определяет, находится ли реагент в недостатке или избытке; это зависит от исходных количеств веществ.

Ответ: 2