Номер 6, страница 16 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 6, страница 16.

Условие.

6. Какую массу оксида фосфора(V) можно получить при сгорании 2,24 л фосфина (н. у.), если реакция протекает с выходом 80 % от теоретически возможного?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(PH_3) = 2,24$ л (н. у.)
$\eta = 80\% = 0,8$

Найти:

$m_{практ}(P_2O_5) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения фосфина ($PH_3$) в кислороде с образованием оксида фосфора(V) ($P_2O_5$) и воды. Фосфин сгорает до высшего оксида:
$2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O$

2. Найдем количество вещества фосфина, вступившего в реакцию. Поскольку газ взят при нормальных условиях (н. у.), для расчета используем молярный объем газов, который равен $V_m = 22,4$ л/моль:
$n(PH_3) = \frac{V(PH_3)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества оксида фосфора(V), которое может образоваться. Из уравнения видно, что из 2 моль фосфина образуется 1 моль оксида фосфора(V). Составим пропорцию:
$\frac{n(PH_3)}{2} = \frac{n_{теор}(P_2O_5)}{1}$
Следовательно, количество вещества оксида фосфора(V) будет в два раза меньше, чем количество вещества фосфина:
$n_{теор}(P_2O_5) = \frac{n(PH_3)}{2} = \frac{0,1 \text{ моль}}{2} = 0,05 \text{ моль}$

4. Рассчитаем молярную массу оксида фосфора(V) ($P_2O_5$):
$M(P_2O_5) = 2 \cdot Ar(P) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142$ г/моль

5. Вычислим теоретически возможную массу оксида фосфора(V), которая могла бы получиться при 100% выходе:
$m_{теор}(P_2O_5) = n_{теор}(P_2O_5) \cdot M(P_2O_5) = 0,05 \text{ моль} \cdot 142 \text{ г/моль} = 7,1$ г

6. Найдем практическую массу оксида фосфора(V), учитывая, что выход реакции составляет 80% ($\eta = 0,8$):
$m_{практ}(P_2O_5) = m_{теор}(P_2O_5) \cdot \eta = 7,1 \text{ г} \cdot 0,8 = 5,68$ г

Ответ: масса оксида фосфора(V), которую можно получить, составляет 5,68 г.