10 грамм алюминия вступают в реакцию с 44 8 литров кислорода при нормальном условии вычислите массу оксида алюминия если выход продукта реакции составляет 90 ° от теоретической…
10 грамм алюминия вступают в реакцию с 44 8 литров кислорода при нормальном условии вычислите массу оксида алюминия если выход продукта реакции составляет 90 ° от теоретической возможности
Для решения данной задачи сначала нужно определить, какая реакция происходит между алюминием и кислородом. Алюминий (Al) реагирует с кислородом (O₂) с образованием оксида алюминия (Al₂O₃) по следующему уравнению:
\[ 4Al + 3O₂ \rightarrow 2Al₂O₃ \]
Теперь давайте вычислим, сколько молей каждого реагента присутствует в реакции.
Вычисление моль алюминия:
Масса алюминия \( m = 10 \) грамм. Молярная масса алюминия \( M_{Al} \approx 27 \) г/моль.
\[ n_{Al} = \frac{m}{M} = \frac{10\, \text{г}}{27\, \text{г/моль}} \approx 0,3704 \, \text{моль} \]
Вычисление моль кислорода:
Объём кислорода \( V = 44,8 \) литров. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра.
\[ n_{O_2} = \frac{V}{22,4 \, \text{л/моль}} = \frac{44,8\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Определение лимитирующего реагента:
Согласно уравнению реакции, 4 моль Al требуют 3 моль O₂. Для 0,3704 моль Al требуется:
\[ n_{O_2} \text{ (необходимое)} = 0,3704 \times \frac{3}{4} = 0,2778 \, \text{моль} \]
Поскольку у нас есть 2 моль O₂, алюминий является лимитирующим реагентом в этой реакции.
Вычисление теоретического выхода оксида алюминия:
Из 4 моль Al образуется 2 моль Al₂O₃. То есть из 0,3704 моль Al получится:
\[ n_{Al₂O₃} = 0,3704 \times \frac{2}{4} = 0,1852 \, \text{моль} \]
Молярная масса Al₂O₃ составляет:
\[ M_{Al₂O₃} = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 54 + 48 = 102 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти теоретическую массу оксида алюминия:
\[ m_{Al₂O₃, \text{теор}} = n_{Al₂O₃} \times M_{Al₂O₃} = 0,1852 \times 102 \approx 18,9 \, \text{г} \]
Учет выходa продукта реакции:
Выход составляет 90% от теоретического:
\[ m_{Al₂O₃, \text{реальный}} = m_{Al₂O₃, \text{теор}} \times 0,9 = 18,9 \, \text{г} \times 0,9 \approx 17,01 \, \text{г} \]
Таким образом, масса оксида алюминия, полученного в результате реакции, составляет примерно 17,01 грамм.
