AGH, Wydział Energetyki i Paliw, kierunek Energetyka

Chemia – ćwiczenia

Zajęcia 10,

Obliczenia chemiczne – stechiometria reakcji

Zadania z zajęć:

1. Jaka liczba moli N₂ potrzebna jest do utworzenia 5,0 moli NH₃ w wyniku reakcji z H₂?

2. Ile moli NH₃ może powstać w wyniku reakcji 2 moli H₂ z N₂, jeżeli przereaguje cała ilość wodoru?

3. Propan jest pospolitym paliwem kempingowym. Oblicz masę ditlenku węgla powstającego w wyniku spalenia 100 g propanu w kuchence turystycznej.

4. W wyniku redukcji 15 kg tlenku żelaza(III) w wielkim piecu powstaje 8,8 kg żelaza. Jaka jest procentowa wydajność produkcji żelaza?

5. Jednym z etapów syntezy paliwa rakietowego tetratlenku diazotu (N₂O₄) jest powstanie ditlenku azotu z tlenku azotu i tlenu:

2NO + O₂ → 2NO₂

Jeżeli w jednym zbiorniku znajduje się 10 moli O₂ a w drugim 15 moli NO, który z reagentów jest czynnikiem limitującym?

1. Węglik wapnia (karbid) reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek wapnia i łatwopalny gaz etyn (acetylen). Jaki jest etap limitujący w reakcji 100 g wody ze 100 g węglika wapnia?

Zadanie domowe:

1. Oblicz masę tlenu wiążącego się z 0,450 g wodoru podczas reakcji spalania wodoru w tlenie.

2. Ditlenek węgla można usunąć z gazów spalinowych elektrowni działając wodną zawiesiną krzemianu wapnia: 2CO₂(g) + H₂O(c) + CaSiO₃(s) → SiO₂(s) + Ca(HCO₃)₂(aq). Jaka masa CaSiO₃ jest potrzebna do usunięcia 1 tony ditlenku węgla z gazów emitowanych z elektrowni?

3. Należy przeprowadzić analizę próbki 25,4 g stałych odpadów z laboratorium fotograficznego w celu określenia ich wartości handlowej. Na próbkę działa się stężonym kwasem siarkowym(VI) w celu przeprowadzenia srebra do roztworu w postaci jonów Ag⁺. Następnie dodaje się kwasu solnego, by strącić srebro jako chlorek srebra(I), który odsącza się i suszy. Uzyskana masa chlorku srebra(I) wynosi 16,1 g. Wyznacz procent masowy srebra w odpadach.

4. Przeprowadzono analizę tabletek reklamowanych jako zawierające zalecaną dzienną dawkę żelaza, 18 mg. Rozdrobniono 10 tabletek (o całkowitej masie 12,564 g) i rozpuszczono je w kwasie azotowym(V), który utlenił żelazo do Fe³⁺. Następnie strącono żelazo jako Fe₂O₃ alkalizując roztwór. Tlenek żelaza(III) miał po wysuszeniu masę 0,261 g. Jaka jest średnia zawartość żelaza w tabletce?

5. Próbkę wody o objętości 5,324 cm³ z gór Szkocji analizowano na zawartość toksycznego baru. Po rozcieńczeniu do próbki dodano kwas siarkowy(VI), który strącił siarczan(VI) baru. Masa wysuszonego BaSO₄ wynosiła 3,752 g. Jaki jest procent masowy baru w próbce. Wiedząc, że w Polsce maksymalna dopuszczalna zawartość baru w wodzie wynosi 1 mg/dm³, czy ta woda nadaje się do spożycia?

6. Sprawdzając stare lampy górnicze, dodano nadmiar wody do 100 g węglika wapnia. W wyniku reakcji powstało 28,3 g etynu (acetylenu). Oblicz procentową wydajność reakcji.

7. Gdy ogrzewa się 24,0 g azotanu(V) potasu z ołowiem, powstaje 13,8 g azotanu(III) potasu w wyniku reakcji: Pb(s) + KNO₃(s) → PbO(s) + KNO₂(s). Oblicz procentową wydajność reakcji.

8. Jaki jest substrat limitujący w reakcji syntezy amoniaku z udziałem 100 kg wodoru i 800 kg azotu?

9. 28 g NO₂ i 18 g wody uczestniczy w reakcji otrzymywania kwasu azotowego(V): 3NO₂(g) + H₂O(c) → 2HNO₃(c) + NO(g). Która substancja jest substratem limitującym?

10. Po zmieszaniu wodnych roztworów azotanu(V) wapnia i kwasu ortofosforowego strąca się biała substancja. (a) Jaki jest wzór chemiczny tej substancji? (b) Ile gramów substancji może powstać z 206 g azotanu(V) wapnia i 150 g kwasu ortofosforowego?