Химическая реакция стехиометрии с примерами
Химическая реакция стехиометрии с примерами
Пример: если 90 г C2H6 сгорает с достаточным количеством O2, найдите, сколько молей H2O, CO2 образуется и объем O2 (H = 1, C = 12, O = 16).
Решение:
Сначала мы находим родинки C2H6;
Молярная масса C2H6 = 2,12 + 6,1 = 30 г / моль
nC2H6 = 90/30 = 3 моль
Когда соединения, включающие атомы C и H, сгорают, образуются CO2 и H2O. Теперь мы пишем химическую реакцию и уравновешиваем ее.
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
Чтобы сбалансировать число атомов C с обеих сторон, мы добавляем 2 перед CO2, а чтобы сбалансировать число атомов Н с обеих сторон, мы добавляем 3 перед Н2О.
C2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
Теперь мы должны сбалансировать количество атомов O с обеих сторон, у нас есть 7 атомов O с правой стороны и 2 атома O с левой стороны, мы добавляем 7/2 перед молекулой O2, чтобы сбалансировать количество атомов O с обеих сторон. Окончательная сбалансированная реакция становится;
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
Связь между суммами вопросов есть;
Когда сжигается 1 моль C2H6, используется 7/2 моль O2 и образуется 2 моль CO2 и 3 моль H2O.
Когда сжигается 1 моль C2H6, образуется 3 моля H2O
Сгорело 3 моля C2H6 X
____________________________________________________
X = 9 молей H2O производится.
Молярная масса H2O = 2,1 + 16 = 18 г
Так; 9H2O = 9,18 = 162 г H2O.
Когда сжигается 1 моль C2H6, образуется 2 моля CO2
Сгорело 3 моля C2H6 X
____________________________________________________
X = 6 молей CO2.
Молярная масса CO2 = 12 + 2,16 = 44 г
Так; 6CO2 = 6,44 = 264 г CO2.
Когда сжигается 1 моль C2H6, используется 7/2 моль O2
Сгорело 3 моля C2H6 X
____________________________________________________
X = 21/2 молей O2.
1 моль кислорода составляет 22,4 литра
21/2 молей O2 - X литров
__________________________________________
X = 235,2 литра O2 используется для сжигания 3 молей C2H6
Эмпирическая и молекулярная формула:
Молекулярная формула является реальной формулой, и она показывает, сколько молей атомов существует в одном моле соединения. Например, C6H12O6 - это настоящая формула глюкозы. 1 моль глюкозы включает 6 молей атомов C, 12 молей атомов H и 6 молей атомов кислорода. Напротив, эмпирическая формула является упрощенной формой молекулярной формулы и показывает соотношение между атомами соединения. Например, эмпирической формулой глюкозы является CH2O. Эмпирическая формула не дает нам столько информации, сколько молекулярная формула. Более того, он может принадлежать более чем одному соединению, такому как CH2 - эмпирическая формула C2H4, C3H6, C4H8. Связь между молекулярной формулой и эмпирической формулой:
(Молекулярная формула) = n (Эмпирическая формула) Процент Состав:
Процентные составы элементов рассчитываются с использованием молекулярной формулы соединения. Попытайтесь понять это приведенным ниже примером.
Массовая доля элемента = (масса элемента в 1 моль соединения) / (масса одного моль соединения) .100
Пример: Найти процентный состав элементов в C6H12O6. (С = 12, Н = 1, О = 16)
Массовое процентное содержание С = (масса С в одном молярном соединении) / (масса одного молярного соединения) .100 
C %=100X72/180
C % =40
H %=100.12/180
H % =6,7
O % =100.96/180
O % =53,3
Пример: если эмпирическая формула органического соединения представляет собой CH2O, то одно из следующих утверждений верно;
(С = 12, Н = 1, О = 16)
Решение:
I. Соединение содержит 40% С по массе
II. Соединение содержит 50% Н на моль
III. Если молекулярная масса соединения составляет 60 г, его молекулы содержат 8 атомов.
I. Масса эмпирической формулы = 12 + 2,1 + 16 = 30 г
C + H + O
Масса в процентах C = 12 / 30x100 = 40
I это правда
II. Соединение содержит 1 моль C, 2 моль H и 1 моль O, общее количество молей = 4 моля
Процент молей H = (2 моль H) / ((4 моль) x100 = 50%
II это правда
III.
Молярная формула = n (эмпирическая формула)
Молярная масса = n (эмпирическая масса)
60=n30
n=2
Таким образом, Молекулярная формула становится;
C2H4O2 и имеет 8 атомов.
Пример: если в 7,4 г соединения X3N2 содержится 6 г X, найдите атомную массу X. (N = 14)
Решение: в 7,4 г соединения содержится 6 г х. Соотношение масс элементов;
mx/mN= 6 / 1,4
Это соотношение равно соотношению элементов в одном моле соединения.
mx/mN= 3X / 2.14
6 / 1,4 = 3X / 2.14
Х = 40 г / моль
Ограничение проблем с реагентами
Пример: Найти количество C2H6, полученного при использовании 0,3 молей C2H2 и 0,4 молей H2, используя следующую химическую реакцию. C2H2(g) + 2H2(g) → C2H6(g)
Решение:
Мы должны найти ограничивающие факторы для расчета количества продуктов.
1 моль C2H2 реагирует с 2 моль H2
0,3 моль C2H2 реагирует с X моль H2
\————————————————————
X = 0,6 моль H2 требуется
Однако у нас есть 0,3 моля H2, поэтому H2 является ограничивающим реагентом этой реакции.
2 моль H2 реагирует с 1 моль C2H2
0,4 моль H2 реагирует с X моль C2H2
\———————————————————
X = 0,2 моль C2H2 необходим.
Итак, мы используем 0,2 моль C2H2 и 0,3-0,2 = 0,1 моль остатков C2H2. Теперь мы находим количество произведенного C2H6;
Используя 2 моля H2, получают 1 моль C2H6.
0,4 моль H2 дают Х моль C2H6
\————————————————————
Х = 0,2 моль C2H6 производится.
Пример: Найти число атомов в одной молекуле вещества, обозначенного X в следующей реакции.
4X + 5O2 → 4NO + 6H2O
Решение: эта реакция сбалансирована, поэтому число атомов в обеих сторонах должно быть одинаковым. Теперь мы пишем количество атомов;
Продукты: Есть;
4O + 6O = 10 O атомов
4N атомов
12 атомов водорода
Реактивы: Есть;
10 атомов О
Количество атомов О в обеих сторонах одинаково, поэтому для баланса других элементов Х должно быть; 4(NH3)
в соединении X 4 атома.