1) Визначте об єм (н.у.) та кількість водню, яка виділяється при взаємодії етанолу масою 18,4 г з металічним натрієм

Тема урока: Розрахунок речовин у хімічних реакціях

Пояснення:
1) Для обчислення об"єму виділеного водню ми використовуємо стехіометричні співвідношення у реакції:

C2H5OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2

Знаючи кількість речовини етанолу і об"єм, ми можемо визначити кількість речовини виділеного водню шляхом порівняння коефіцієнтів в рівнянні реакції. Відповідно:
а) Кількість речовини водню = 2 * 0,15 моль = 0,3 моль
Кількість водню (н.у.) = 0,3 моль * 22,4 л/моль = 6,72 л
б) Кількість речовини водню = 2 * 0,1 моль = 0,2 моль
Кількість водню (н.у.) = 0,2 моль * 22,4 л/моль = 4,48 л
в) Кількість речовини водню = 2 * 0,2 моль = 0,4 моль
Кількість водню (н.у.) = 0,4 моль * 22,4 л/моль = 8,96 л
г) Кількість речовини водню = 2 * 0,5 моль = 1,0 моль
Кількість водню (н.у.) = 1,0 моль * 22,4 л/моль = 22,4 л

2) Щоб обчислити масу етаналу, використовуємо дані із задачі та рівняння реакції:

C2H5OH + NaOH → CH3CHO + Na + H2O

Оскільки осад утворюється лише на основі гідроксиду натрію, це означає, що маса осаду відповідає масі етаналу, що вступив у реакцію. Таким чином, маса етаналу дорівнює 1,44 г.

3) Для обчислення об"єму метанолу та маси води використовуємо дані задачі та рівняння реакції:

HCHO + H2O → H3COH

Знаючи масу формальдегіду і масову частку метанолу, ми можемо визначити кількість метанолу шляхом обчислення маси вихідного речовини. Далі можна визначити масу води, використовуючи стехіометричну рівність у реакції. Отже:
Маса метанолу = 200 г * (масова частка метанолу/100) = 200 г * (χ/100)
Об"єм метанолу (н.у.) = маса метанолу / густина метанолу
Маса води = маса формальдегіду - маса метанолу

Приклад використання:
1) Об"єм водню, який виділяється при взаємодії 18,4 г етанолу з металічним натрієм дорівнює 6,72 л.
2) Маса етаналу, який вступив у реакцію і утворив червоно-коричневий осад, дорівнює 1,44 г.
3) Об"єм метанолу (н.у.), який необхідно взяти для приготування розчину формальдегіду масою 200 г з масовою часткою метанолу χ%, дорівнює: (розраховане значення)

Рекомендації:
- Уважно читайте задачу та рівняння реакцій, щоб правильно ідентифікувати вихідні дані та шукані величини.
- У разі потреби перевірте та перерахуйте кількість речовини, об"єми та маси, використовуючи відповідні стандартні формули та зв"язки.

Тема: Розрахунок хімічних реакцій

Пояснення:
У цих задачах нам потрібно знайти об"єм водню, кількість речовини, масу етаналу та об"єм метанолу, пов"язаних з реакціями між хімічними речовинами. Для розв"язання цих задач необхідно використати молярні співвідношення, знати молярну масу речовини та використовувати формули розрахунків.

Приклад використання:
1) а) По формулі молярного об"єму газів, V = nRT/P, ми можемо знайти кількість речовини водню, використовуючи задані дані: об"єм V = 3,36 л, кількість речовини n = 0,15 моль та універсальну газову константу R = 0,082 л*моль/(К*моль) та стандартний тиск P = 1 атмосфера. Отже, ми отримаємо V = nRT/P = (0,15 моль) * (0,082 л*моль/(К*моль)) * 298 К / (1 атмосфера) ≈ 3,36 л. Так само, маса водню може бути знайдена використовуючи формулу m = M*n, де M - молярна маса водню. Отже, m = (1 г/моль) * 0,15 моль ≈ 0,15 г.
1) б) Застосовуючи такий самий підхід, отримаємо: V ≈ 2,24 л, m ≈ 0,1 г.
1) в) V ≈ 4,48 л, m ≈ 0,2 г.
1) г) V ≈ 5,6 л, m ≈ 0,5 г.
2) Для знаходження маси етаналу, який вступив у реакцію, використаємо масу осаду і молярну масу етаналу. m = M*n, де m - об"єм осаду, n - кількість речовини, M - молярна маса етаналу. Отже, m = (1,44 г) / (вага речовини в експерименті, г/моль) моль.
3) Щоб знайти об"єм метанолу та масу води, використовуємо масу формальдегіду і масову частку метанолу. Об"єм метанолу можна знайти за формулою V = nRT/P, як у прикладі 1, з множниками n, R, T, P заміненими на відповідні значення. Маса води може бути знайдена з вихідних даних: маса води = маса формальдегіду - маса метанолу.

Рада:
Щоб зрозуміти розрахунки хімічних реакцій, вам корисно освоїти молярну концепцію і уявлення про хімічні речовини як колекцію молекул. Також варто знати основні формули розрахунку кількості речовини, маси та об"єму в хімії.

Вправа:
1) Знайдіть кількість водню і його масу, виділені при взаємодії етанолу масою 36 г з металічним натрієм. Об"єм склали 4,5 л, кількість речовини - 0,2 моль. Молярна маса водню - 2 г/моль.
2) Метанол згоряє з киснем за рівнянням CH3OH + O2 -> CO2 + H2O. Яка маса води утворюється при спалюванні 50 г метанолу? Утворюється 32 г/моль води.
3) Маса твердого речовини 25 г взаємодіє з сульфатною кислотою (H2SO4) за рівнянням Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2. Скільки газу вилучається при цій реакції?