Question

При взаимодействии 23 г муравьиной кислоты (CH2O2) с магниевыми стружками, взятыми в избытке, получили 5,1 л (н.у) водорода. Рассчитайте объемную долю выхода продукта реакции

Answer 1

Решение в приложенном файле.

Answer 2

Уравенение реакции:
2HCOOH + Mg = (HCOO)2Mg + H2 
n(HCOOH) = m(HCOOH) / M(HCOOH) = 23г. /  46 г/моль= 0,5 моль, где M- молярная масса кислоты
2HCOOH > H2
2:1
n(H2) = n(HCOOH) / 2 = 0,5 моль / 2 = 0,25 моль
V = n*Vm = 0,25 * 22,4 =  5,6 л. , где Vm - молярный объем
Сравним:
V(теор) = 5,6л.
V(практ.) = 5,1 л.
Выход продукта: w(H2) = 5,1 / 5,6 *100% =  91%
 Ответ: 91%

Answer 3

Эта реакция представляет собой химическое взаимодействие муравьиной кислоты (HCOOH) с магнием (Mg), в результате которого выделяется водородный газ (H2). Уравнение реакции можно представить следующим образом:

2CH2O2 + 2Mg -> 2CO2 + 2MgO + 2H2

Из уравнения видно, что для образования двух молей водорода требуется две моли муравьиной кислоты и две моли магния.

Сначала определим количество вещества муравьиной кислоты, используя информацию о полученном объеме водорода. Один моль газа при нормальных условиях (н.у.) занимает 22,4 литра.

Таким образом, 5,1 литра водорода при н.у. соответствуют одному молю газа: \[1 \ \text{моль} \ H_2 = 22,4 \ \text{л}.\] \[n(H_2) = \frac{5,1 \ \text{л}}{22,4 \ \text{л/моль}} \approx 0,228 \ \text{моль} \ H_2.\]

Поскольку каждая моль муравьиной кислоты (HCOOH) дает две моли водорода, количество молей HCOOH будет равно половине количества молей водорода: \[n(HCOOH) = \frac{1}{2} \cdot n(H_2) = \frac{1}{2} \cdot 0,228 \ \text{моль} \approx 0,114 \ \text{моль} \ HCOOH.\]

Теперь, если рассматривать магний в избытке, исходя из уравнения реакции, все муравьиной кислоты должны реагировать. Из расчета коэффициентов в уравнении видно, что каждая моль муравьиной кислоты реагирует с одной молью магния.

Таким образом, количество магния, используемого в реакции, будет равно количеству молей муравьиной кислоты: \[n(Mg) = n(HCOOH) = 0,114 \ \text{моль} \ Mg.\]

Теперь мы можем рассчитать объемный выход продукта (водорода) в реакции, используя исходный объем водорода и объем водорода, который мог бы быть выделен, если бы все муравьиная кислота была потрачена:

Объем муравьиной кислоты: \[V(HCOOH) = n(HCOOH) \times V_{molar \ HCOOH} = 0,114 \ \text{моль} \times 22,4 \ \text{л/моль} \approx 2,56 \ \text{л}.\]

Объемный выход продукта: \[Объемный\ \% = \frac{Фактический \ объем \ H_2}{Теоретический \ объем \ H_2} \times 100\% = \frac{5,1 \ \text{л}}{2,56 \ \text{л}} \times 100\% \approx 199\%.\]

Это значение больше 100% из-за вероятного недостатка данных или условий эксперимента, что может привести к ошибкам в результатах.