Как рассчитать массу продукта по уравнению реакции?

Опорная карта

Схема модели

Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не проводите реакции, не получайте газы, не нагревайте вещества и не смешивайте бытовую химию.

Ситуация и вопрос

В расчётной модели 10,0 г чистого CaCO₃ полностью превращаются по уравнению CaCO₃ → CaO + CO₂. Найдите массу CO₂. Условие описывает уже заданное превращение; нагревать карбонаты и получать газы дома не требуется.

Новые слова без пропусков

Теоретическая масса продукта — расчёт по уравнению при заданном составе и полном превращении ограничивающего реагента. Сначала n(исходного)=m/M, затем n(продукта)=n(исходного)×b/a, в конце m(продукта)=nM. Допущение — условие модели, которое нужно назвать: чистота, выбранная реакция и степень превращения.

Предскажите

Предскажите: из 10 г CaCO₃ может получиться 44 г CO₂ только потому, что M(CO₂)=44 g/mol? Сравните массу части продукта с массой исходного вещества для данной реакции. Затем решите, какая часть массы остаётся в CaO.

Исследуйте или разберите данные

Даны M(CaCO₃)=100, M(CaO)=56, M(CO₂)=44 g/mol. Коэффициенты 1:1:1. Запишите единицы во всех трёх переходах и отдельно проверьте баланс 100=56+44 для одного моля. Из этих данных нельзя вычислить время реакции или расход энергии.

Разобранный пример

n(CaCO₃)=10,0/100=0,100 mol. Значит, n(CO₂)=0,100 mol и m(CO₂)=0,100×44=4,40 г. Остаток CaO имеет массу 0,100×56=5,60 г. Масса продуктов 4,40+5,60=10,00 г соответствует сохранению вещества в модели.

Где легко ошибиться

Ошибка: остановиться на 0,100 и подписать «г», хотя получены моли. Другая ошибка — считать выход по всей массе загрязнённого образца как по чистому CaCO₃. Для смеси сначала нужна масса реагирующего вещества, а остальные компоненты учитываются отдельно.

Перенос в новый случай

Новый расчёт: 5,30 г чистого Na₂CO₃ полностью реагируют с достаточным количеством HCl: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂. Даны M(Na₂CO₃)=106, M(NaCl)=58,5 g/mol. Найдите теоретическую массу NaCl. Газ собирать не нужно.

Ответ и проверка памяти

Проверка: n(Na₂CO₃)=0,0500 mol, n(NaCl)=0,100 mol, m(NaCl)=5,85 г. Масса соли больше массы карбоната, потому что часть её состава приходит из HCl. При проверке общей массы включайте все реагенты, а не только указанный первым.

Задание

Сколько CO₂ теоретически образуется из 25 г CaCO₃ при полном превращении? Какая масса CaO остаётся?

Ответы

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: reaction stoichiometry

Как коэффициенты уравнения связывают количества веществ?

Как понять, какого реагента не хватит?