Chemische Reaktionsstöchiometrie mit Beispielen
Chemische Reaktionsstöchiometrie mit Beispielen
Beispiel: Wenn 90 g C2H6 mit genügend O2 verbrannt werden, ermitteln Sie, wie viele Mol H2O, CO2 und wie viel O2 anfallen (H = 1, C = 12, O = 16).
Lösung:
Wir finden zuerst Mole von C2H6;
Molmasse von C2H6=2.12+6.1=30 g/mol nC2H6=90/30=3 Mol
Wenn Verbindungen mit C- und H-Atomen verbrannt werden, entstehen CO2 und H2O. Jetzt schreiben wir die chemische Reaktion und gleichen sie aus.
C2H6 + O2 → CO2 + H2O
Um die Anzahl der C-Atome auf beiden Seiten auszugleichen, addieren wir 2 vor CO2 und um die Anzahl der H-Atome auf beiden Seiten auszugleichen, addieren wir 3 vor H2O.
C2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
Jetzt müssen wir die Anzahl der O-Atome auf beiden Seiten ausgleichen, wir haben 7 O-Atome auf der rechten Seite und 2 O-Atome auf der linken Seite, wir addieren 7/2 vor dem C2H6-Molekül, um die Anzahl der O-Atome auf beiden Seiten auszugleichen. Abschließende ausgeglichene Reaktion wird;
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
Das Verhältnis zwischen den Beträgen der Dinge ist;
Wenn 1 Mol C2H6 verbrannt wird, werden 7/2 Mol O2 und 2 Mol CO2 und 3 Mol H2O erzeugt.
Wenn 1 Mol C2H6 verbrannt wird, werden 3 Mol H2O erzeugt
Es werden 3 Mol C2H6 verbrannt, wobei X entsteht
____________________________________________________
X = 9 Mol H2O werden erzeugt.
Molmasse von H2O=2.1+16=18g
Damit; Es entstehen 9H2O = 9,18 = 162 g H2O.
Wenn 1 Mol C2H6 verbrannt wird, entstehen 2 Mol CO2
Es werden 3 Mol C2H6 verbrannt, wobei X entsteht
____________________________________________________
Es entstehen X = 6 Mol CO2.
Molmasse von CO2=12+2.16=44 g
Damit; Es entstehen 6CO2 = 6,44 = 264 g CO2.
Wenn 1 Mol C2H6 verbrannt wird, werden 7/2 Mol O2 verwendet
Es werden 3 Mol C2H6 verbrannt, wobei X Mol O2 verwendet werden
____________________________________________________
X = 21/2 Mol O2 werden verwendet.
1 Mol O2 entspricht 22,4 Litern
21/2 Mol O2 sind X Liter
__________________________________________
X = 235,2 Liter O2 werden zum Verbrennen von 3 Mol C2H6 verwendet
Empirische und molekulare Formel:
Die Summenformel ist eine reelle Formel und zeigt, wie viele Mol Atome in einem Mol der Verbindung vorhanden sind. Zum Beispiel ist C6H12O6 eine reelle Formel von Glucose. 1 Mol Glucose schließt 6 Mol C-Atome, 12 Mol H-Atome und 6 Mol O-Atome ein. Im Gegensatz dazu ist die empirische Formel die vereinfachte Form der Molekularformel und zeigt das Verhältnis zwischen den Atomen der Verbindung. Beispielsweise ist die empirische Formel von Glucose CH2O. Die empirische Formel liefert nicht so viele Informationen wie die Summenformel. Darüber hinaus kann es zu mehr als einer Verbindung gehören, wie CH2 die Summenformel von C2H4, C3H6, C4H8 ist. Beziehung zwischen Summenformel und Summenformel ist;
(Summenformel) = n (Summenformel) Prozentuale Zusammensetzung:
Prozentuale Elementzusammensetzungen werden unter Verwendung der Molekülformel der Verbindung berechnet. Versuchen Sie es anhand des folgenden Beispiels zu verstehen.
Massenprozent des Elements = (Masse des Elements in 1 Mol Verbindung) / (Masse einer Mol Verbindung) .100
Beispiel: Finden Sie die prozentuale Zusammensetzung der Elemente in C6H12O6. (C = 12, H = 1, O = 16)
Massenprozent von C = (Masse von C in einer Molverbindung) / (Masse einer Molverbindung) .100 
C %=100X72/180
C % =40
H %=100.12/180
H % =6,7
O % =100.96/180
O % =53,3
Beispiel: Wenn die empirische Formel der organischen Verbindung CH2O ist, welche der folgenden Aussagen sind richtig?
(C = 12, H = 1, O = 16)
I. Die Verbindung enthält 40 Massen-% C
II. Die Verbindung enthält 50 Mol-% H
III. Wenn die Molekülmasse der Verbindung 60 g beträgt, enthalten ihre Moleküle 8 Atome.
Lösung:
I. Masse der empirischen Formel = 12 + 2,1 + 16 = 30 g
C + H + O
Prozentmasse von C = 12 / 30x100 = 40
I. ist wahr
II. Die Verbindung enthält 1 Mol C, 2 Mol H und 1 Mol O, Gesamtzahl der Mol = 4 Mol
Prozent Mol H = (2 Mol H) / ((4 Mol) × 100 = 50%
II ist wahr
III. Molare Formel = n (empirische Formel)
Molmasse = n (empirische Masse)
60 = n30
n = 2
Somit; Summenformel wird;
C2H4O2 und es hat 8 Atome.
Beispiel: Wenn 7,4 g X3N2-Verbindung 6 g X enthalten, ermitteln Sie die Atommasse von X. (N = 14)
Lösung: In 7,4 g Verbindung sind 6 g X enthalten. Massenverhältnis der Elemente;
mx / mN = 6 / 1,4
Dieses Verhältnis ist gleich dem Verhältnis zwischen Elementen in einem Mol Verbindung.
mx/mN=3X/2.14
6/1,4=3X/2.14
X=40 g/Mol
Begrenzung der Reaktantenprobleme
Beispiel: Finden Sie die Menge an C2H6, die unter Verwendung von 0, 3 Mol C2H2 und 0,4 Mol H2 unter Verwendung der folgenden chemischen Reaktion hergestellt wurde.
C2H2(g) + 2H2(g) → C2H6(g)
Lösung: Wir sollten Grenzen finden, um die Menge der Produkte zu berechnen.
1 Mol C2H2 reagiert mit 2 Mol H2
0,3 Mol C2H2 reagieren mit X Mol H2
X = 0,6 Mol H2 wird benötigt
Wir haben jedoch 0,3 Mol H2, also ist H2 der limitierende Reaktant dieser Reaktion.
2 mol H2 reagieren mit 1 mol C2H2
0,4 mol H2 reagieren mit X mol C2H2
X = 0,2 Mol C2H2 wird benötigt.
Wir verwenden also 0,2 Mol C2H2 und es verbleiben 0,3-0,2 = 0,1 Mol C2H2. Jetzt finden wir die produzierte Menge an C2H6;
Mit 2 Mol H2 wird 1 Mol C2H6 hergestellt
0,4 Mol H2 ergeben X Mol C2H6 ——————————————–
X = 0,2 Mol C2H6 wird hergestellt.
Beispiel: Finden Sie die Anzahl der Atome in einem Molekül der Materie, die mit X in der folgenden Reaktion gezeigt wird.
4X + 5O2 → 4NO + 6H2O
Lösung: Diese Reaktion ist ausgeglichen, daher muss die Anzahl der Atome auf beiden Seiten gleich sein. Jetzt schreiben wir die Anzahl der Atome;
Produkte: Es gibt;
40 + 60 = 10 O-Atome
4N Atome
12 H-Atome
Reaktanten: Es gibt;
10 O-Atome
Die Anzahl der O-Atome auf beiden Seiten ist gleich. Um andere Elemente auszugleichen, muss X sein.
4(NH3)
Es gibt 4 Atome in X-Verbindung.