Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

Fi de lucru RANDAMENT. CONVERSIE UTIL. CONVERSIE TOTAL

1. Randament

A. Hidrocarburile alifatice pot fi utilizate drept combustibili, sau pot fi transformate n

compui cu aplicaii practice. 1. Scriei ecuaiile reaciilor n urma crora se obine policlorura de vinil din acetilen

(etin). 2. Se obin 5 tone de clorur de vinil cu un randament de 80%. Calculai volumul de

acetilen (msurat n condiii normale) introdus n reacie.

B. Acetilena este o hidrocarbur cu multiple utilizri. 1. Etanalul se obine prin reacia acetilenei (etinei) cu apa. Scriei ecuaia reaciei de

obinere a etanalului din acetilen. 2. Calculai masa de etanal care se obine din 280m3 acetilen (c.n.) de puritate 80%, la un

randament al reaciei de 75%.

C. Prin hidrogenarea uleiurilor se obin grsimi solide. 1. Scriei ecuaia reaciei de hidrogenare a acidului oleic (Ni). 2. Calculai randamentul hidrogenrii acidului oleic, dac prin hidrogenarea a 564g acid

oleic s-au obinut 284g produs hidrogenat.

D. Se obine etanol din eten cu un randament de 75%. 1. Scriei ecuaia reaciei chimice. 2. Calculai masa de etanol care se obine din 89,6 m3 eten (c.n.).

E. Calculai masa de substan organic obinut prin deshidratarea a 5 moli de 2-butanol cu

un randament de 80%.

F. Din acetilen (etin) prin adiie de acid cianhidric (HCN) se obine un monomer (M); ecuaia reaciei este: HC CH + HCN H2C = CH CN. Calculai masa de monomer care se obine din 560 m3 (c.n.) de acetilen de puritate 80% dac randamentul reaciei este 75%.

G. Extractul din coaja de salcie, recomandat pentru dureri i febr conine substana activ

din aspirin. 1. Scriei ecuaia reaciei de esterificare a acidului salicilic cu anhidrida acetic. 2

puncte 2. Calculai masa de acid acetilsalicilic obinut din 48,3g acid salicilic cu un

randament de 92,85%.

H. Hidrocarburile alifatice pot fi utilizate fie drept combustibili, fie pot fi transformate n compui cu aplicaii practice.

1. Scriei ecuaia reaciei propenei cu H2O (H2SO4). 2. Calculai volumul de propen (msurat n condiii normale) necesar reaciei, tiind

c s-au obinut 4,8 kg propanol, la un randament de 80%. I. Calculai masa de benzoat de sodiu obinut stoechiometric din reacia acidului benzoic cu

100 g de soluie de hidroxid de sodiu de concentraie 40%, cu un randament de 75%.

J. Prin chimizarea metanului se pot obine produi cu aplicaii practice. 1. Procesul de amonoxidare a metanului permite obinerea HCN conform ecuaiei

reaciei chimice:

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

CH4 + NH3 +3/2 O2 HCN + 3 H2O. Calculai volumul de metan (c.n.) necesar pentru obinerea a 2,43 t HCN la un randament al reaciei de 90%.

2. Determinai volumul de O2 (msurat n condiii normale) stoechiometric necesar pentru amonoxidarea volumului de 1,12 m3 metan (msurat n condiii normale).

K. Calculai masa de 2-butanol care formeaz prin deshidratare o mas de168g 2-buten la un

randament de 75%.

L. Se d schema de transformri : 1. tiind c (A) este un alcool monohidroxilic saturat, cu raportul masic de combinare

C:H = 4:1, determinai formulele compuilor (A), (B) i (C). 2. Scriei ecuaiile reaciilor, conform schemei, pentru obinerea compuilor (B) i (C). 3. Calculai masa de compus (C) obinut din 3 moli compus (B) cu un randament de

66,67%.

M. Hidrocarburile alifatice pot fi utilizate drept combustibili, fie pot fi transformate n compui cu aplicaii practice.

1. Scriei ecuaia reaciei etenei cu H2O (H2SO4). 2. Prin reacia a 280 m3 eten (msurat n condiii normale) de puritate 80% cu H2O

(H2SO4) se obine etanol. Acesta se dizolv n ap rezultnd 1600 kg soluie de concentraie procentual masic 23%. Calculai randamentul de transformare a etenei n etanol.

N. Acetilena este o hidrocarbur cu multiple utilizri.

1. Etanalul se obine prin reacia acetilenei (etinei) cu H2O (HgSO4/ H2SO4). Scriei ecuaia reaciei de obinere a etanalului din acetilen. 2. a. Calculai masa de etanal care se obine stoechiometric din 560 m3 acetilen (c.n.)de puritate 80%, la un randament al reaciei de 75%. b. Determinai numrul de moli de ap necesar reaciei.

O. Din acetilen (etin) prin adiie de acid cianhidric (HCN) se obine un monomer (M); ecuaia reaciei este: HC CH + HCN H2C = CH CN. Calculai masa de monomer (M) care se obine din 140 m3 (c.n.) de acetilen de puritate 80% dac randamentul reaciei este 60%.

P. Calculai masa de 2-butanol care formeaz stoechiometric prin deshidratare 168 g alchen, la un randament de 80%.

Q. Numeroase hidrocarburi sunt transformate n compui cu aplicaii industriale. 1. Scriei ecuaia reaciei acetilenei cu HCl pentru formarea unui monomer vinilic (M). 2. Calculai masa de monomer vinilic (M) care se poate obine din 168 m3 acetilen

(msurat n condiii normale) cu un randament de 75%.

R. Calculai volumul soluiei de etanol, de concentraie 1 M, ce formeaz prin oxidare cu un randament de 80% o mas de 90 g acid etanoic.

S. Se obin 1250 kg policlorur de vinil cu randament de 80%. Calculai volumul de acetilen (msurat n condiii normale) introdus n reacie.

T. Calculai masa de acetat de vinil care trebuie polimerizat pentru a obine 150 kg poliacetat de vinil, la un randament al reaciei de polimerizare de 75%.

U. Calculai masa de 2-butanol care se obine din 560 m3 de 1-buten, msurai n condiii normale, cu un randament de 80%.

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

V. Scriei ecuaiile reaciilor chimice care permit transformrile: acetilen clorur de vinil policlorur de vinil Calculai masa de policlorur de vinil (kg) obinut din 100 kmoli de acetilen, dac randamentul global al transformrilor este 60%.

W. Calculai masa de butanoat de etil care se obine din reacia a 4,6 g alcool etilic cu acid butanoic, dac randamentul reaciei este de 66,66%.

X. Din 44,8 m3 eten (msurat n condiii normale de temperatur i presiune) se obine etanol la un randament de 80%. Calculai masa de etanol obinut.

Y. Calculai masa de monocloroetan care se obine din 560 m3 de eten (msurat n condiii normale ) de puritate 80%, dac randamentul reaciei este 70%.

Z. Calculai masa m de soluie de acid etanoic de concentraie masic 40% care se obine din 920 g etanol, dac randamentul reaciei este de 75%.

2. Conversie util. Conversie total. Randament.

A. Compuii clorurai obinui din hidrocarburile alifatice au importante aplicaii practice. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice, prin care se obin din metan: monoclorometan,

diclorometan, triclorometan i tetraclorur de carbon. 2. Calculai raportul molar metan:clor la intrarea n reactor, dac se obine un amestec de

reacie care conine monoclorometan, diclorometan, triclorometan i metan netransformat n raport molar 3:2:1:2.

3. Calculai cantitatea (moli) de diclorometan care se obine n condiiile date din 8,96 m3 metan, msurat n condiii normale.

4. Considernd c ntregul HCl obinut se dizolv n ap formnd o soluie de concentraie 0,5M determinai volumul soluiei de HCl 0,5M obinut din 18 moli de CH4.

5. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

B. Hidrocarburile alifatice sunt o surs important pentru tehnologia chimic organic. 1. Amestecul de gaze rezultat n urma cracrii a 12760 kilograme de butan conine 15% eten

i 30% propen, restul metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat. (n procente molare).

2. Scriei ecuaiile reaciilor de cracare ale n-butanului. 3. Calculai numrul de kilomoli de butan transformat. 4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

C. Procesul de descompunere termic a alcanilor reprezint o surs de hidrocarburi nesaturate.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de dehidrogenare a n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice care au loc la cracarea n-butanului. 3. n urma procesului de descompunere termic a 1000m3 n-butan (msurat n condiii

normale) se obine un amestec gazos care conine n procente de volum 20% butene, 15% propen i 15% eten, restul metan, etan, hidrogen n cantiti stoechiometrice. Calculai volumul de propen obinut din 1000 m3 butan.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

D. Alcanii sunt hidrocarburi saturate cu un coninut maxim de hidrogen. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice ce au loc la cracarea n-butanului. 2. Calculai volumul de n-butan introdus n reactor, dac n urma procesului de cracare s-au

obinut 1000 m3 amestec gazos care conine 250 m3 propen i 200 m3 eten (volume

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

msurate n condiii normale), metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat; se consider c nu au loc procese de dehidrogenare.

3. Calculai compoziia n procente de volum a amestecului gazos rezultat. 4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

E. Procesul de descompunere termic a alcanilor reprezint o surs de hidrocarburi nesaturate.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de dehidrogenare a n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice care au loc la cracarea n-butanului. 3. Amestecul gazos rezultat n urma descompunerii termice a 220 m3 butan (c.n.) conine, n

procente de moli, 25% butene, 12% propen i 8% eten, restul hidrogen, metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat. Calculai volumul de eten obinut la descompunerea a 220 m3 butan (c.n.), n condiiile date.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

F. Gazele de cracare conin alcani i alchene i reprezint o surs de materii prime pentru industria chimic. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice, care au loc la cracarea n-butanului. 2. Un amestec de gaze rezultat n urma cracrii n-butanului conine 12% eten, 28% propen,

restul metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat (n procente volumetrice). Calculai volumul de butan introdus in reacie dac n amestecul gazos final se gsesc 200 m3 (c.n.) butan nereacionat.

3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

G. Compuii clorurai obinui din hidrocarburile alifatice au importante aplicaii practice. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a monoclorometanului, diclorometanului ,

triclorometanului i tetraclorurii de carbon din metan. 2. Prin clorurarea fotochimic a metanului se obine un amestec de reacie care conine

CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 i CCl4 n raport molar 3:2:1:1. Calculai raportul molar CH4:Cl2 la introducerea n reactor.

3. Calculai volumul de HCl (c.n.) obinut din 2,24 m3 de CH4 (n condiiile date). 4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

H. Compuii clorurai obinui din hidrocarburile alifatice au importante aplicaii practice.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a monoclorometanului, diclorometanului, triclorometanului i tetraclorurii de carbon din metan.

2. Prin clorurarea fotochimic a metanului se obine un amestec de reacie care conine CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 i Cl2 nereacionat n raport molar 4:3:1:1. Calculai raportul molar CH4:Cl2 la nceputul reaciei.

3. Considernd c tot HCl obinut se dizolv n ap formnd o soluie 0,1M determinai volumul soluiei de HCl 0,1M obinut din 89,6 dm3 CH4 (c.n.) n condiiile date.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

I. Gazele de cracare conin alcani i alchene i reprezint o surs de materii prime pentru industria chimic.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice, care au loc la cracarea n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice, ce au loc la dehidrogenarea n-butanului. 3. Un amestec de gaze rezultat n urma descompunerii termice a butanului conine 6%

eten, 14% propen i 20% butene (n procente volumetrice), restul hidrogen, metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat. Calculai volumul de butan introdus in reacie, dac n amestecul gazos final se gsesc 200 m3 butan (c.n.) netransformat.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

J. Compuii clorurai obinui din hidrocarburile alifatice au importante aplicaii practice. 1. Scriei ecuaia reaciei chimice de monoclorurare a propanului.

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a monoclorometanului, diclorometanului

triclorometanului i tetraclorurii de carbon din metan. 3. Prin clorurarea fotochimic a metanului se obine un amestec de reacie care conine

CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 i CCl4 n raport molar 4:2:2:1. Calculai raportul molar CH4:Cl2 la nceputul reaciei.

4. Considernd c ntreaga cantitate de HCl obinut se dizolv n ap, formnd o soluie de concentraie 0,25 M, calculai volumul soluiei de HCl de concentraie 0,25M obinut din 4,5 moli de CH4 (n condiiile de la punctul 3).

5. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

K. Reacia de dehidrogenare a alcanilor are importan deosebit pentru obinerea alchenelor. 1. Scriei ecuaia reaciei de dehidrogenare a n-butanului, pentru formarea alchenei

simetrice. 2. Calculai cantitatea de n-butan (kmoli) intrat n reacia de dehidrogenare pentru a

obine 336 kg 2-buten, dac amestecul final conine 20% n-butan netransformat, 20% 1-buten i 20% 2-buten (n procente de volum), restul hidrogen.

3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

L. Procesul de descompunere termic a alcanilor reprezint o surs de hidrocarburi nesaturate. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de dehidrogenare a n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice ce au loc la cracarea n-butanului. 3. n urma

procesului de descompunere termic a n-butanului se obine un amestec gazos care conine n procente de volum: 30% butene, 15% propen i 5% eten, restul hidrogen, metan, etan n cantiti stoechiometrice.

3. Calculai volumul de butan (c.n.) necesar pentru obinerea a 336 m3 propen (c.n.). 4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

M. Hidrocarburile alifatice reprezint o surs important de materie prim organic pentru

obinerea de substane cu multiple aplicaii practice, deoarece se gsesc rspndite n natur, sau se pot obine destul de uor din petrol.

1. Se supun clorurrii fotochimice 12 kmoli de metan, iar amestecul final de reacie, dup ndeprtarea HCl, conine CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 i CH4, n raportul molar: 2:2:1:1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a celor trei derivai clorurai din metan.

2. Calculai cantitatea (moli) de CH3Cl, care se obine din 12 kmoli de metan. 3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

N. Procesul de descompunere termic a alcanilor reprezint o surs de hidrocarburi nesaturate,

obinute prin reacii de dehidrogenare i cracare. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de dehidrogenare a n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de cracare a n-butanului. 3. n urma procesului de descompunere termic a x m3 de n - butan, msurat n condiii

normale, s-au obinut 1000 m3 de amestec gazos de reacie, msurat n condiii normale, care conine, n procente de volum: 15% butene, 10% eten, 20% propen, restul hidrogen, metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat. Calculai valoarea volumului x, msurat n condiii normale.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

O. Hidrocarburile alifatice sunt o surs important pentru tehnologia chimic organic. 1. Scriei ecuaiile reaciilor de cracare ale n-butanului. 2. Calculai volumul de butan introdus n reacie dac volumul de eten msurat n

condiii normale la finalul procesului este de 300 m3, tiind c amestecul gazos obinut n urma cracrii acestuia conine: 15% eten i 25% propen (procente molare), restul, metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat.

3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

P. Alchenele se pot obine prin cracarea catalitic a alcanilor.

1. Scriei ecuaiile reaciilor de dehidrogenare ale n-butanului. 2. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de cracare ale n-butanului. Calculai cantitatea

(kmoli) de propen care se obine din 31900 kg de n-butan, tiind c amestecul de hidrocarburi obinut prin cracarea catalitic are urmtoarea compoziie procentual molar: 20 % butene, 15% propen, 10 % eten, restul hidrogen, metan, etan n cantiti stoechiometrice i butan netransformat.

3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

Q. Prin alchilarea metilaminei cu clorur de metil se obine un amestec de dimetilamin, trimetilamin i clorur de metil nereacionat, n raport molar 3:6:1.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice care au loc. 2. Calculai masa de clorur de metil care trebuie introdus n proces pentru a obine 708

g trimetilamin. 3. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

R. Hidrocarburile aromatice constituie importante materii prime n sinteza organic. n procesul

de fabricare a izopropilbenzenului, n vasul de alchilare se obine o mas de reacie ce conine benzen, izopropilbenzen i diizopropilbenzen.

1. Scriei ecuaiile reaciilor de obinere a izopropilbenzenului i diizopropilbenzenului pornind de la benzen. (Se pot utiliza formule moleculare).

2. Dac masa de reacie conine benzen, izopropilbenzen i diizopropilbenzen, n raportul molar de 5 : 4 : 1, calculai masa de izopropilbenzen rezultat din 780 kg benzen.

3. Calculai raportul molar benzen:propen n care substanele trebuie introduse n proces.

4. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

S. Prin nitrarea avansat a fenolului se obine trinitrofenol. 1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a mononitrofenolului, dinitrofenolului i

trinitrofenolului pornind de la fenol i acid azotic. (Se pot utiliza formule moleculare). 2. Determinai masa soluiei de HNO3 de concentraie procentual masic 63% necesar

reaciei cu 846 kg de fenol, tiind c raportul molar ntre mononitrofenol, dinitrofenol, trinitrofenol i fenolul netransformat este 4:3:2:3.

3. Calculai conversia util, conversia total i randamentul, considernd produs util mononitrofenolul.

T. Clorurarea catalitic a toluenului conduce la un amestec de toluen, monoclorotoluen,

diclorotoluen i triclorotoluen, n raport molar 5:8:4:3. 1. Scriei ecuaiile reaciilor are au loc. (Se pot utiliza formule moleculare). 2. Calculai masa de monoclorotoluen rezultat din 3,68 t de toluen. 3. Calculai conversia util, conversia total i randamentul proceselor considernd ca

produs util monoclorotoluenul.

U. La alchilarea benzenului cu propen rezult un amestec de benzen, produs monoalchilat i produs dialchilat n raport molar 5:7:3.

1. Scriei ecuaiile reaciilor are au loc. (Se pot utiliza formule moleculare.) 2. Calculai conversia util n izopropilbenzen, conversia total a benzenului i

randamentul proceselor.

V. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a mononitrotoluenului, dinitrotoluenului i trinitrotoluenului, pornind de la toluen i acid azotic. (Se pot utiliza formule moleculare). Calculai conversia util, conversia total i randamentul dac din proces rezult un amestec de toluen, mononitrotoluen, dinitrotoluen i trinitrotoluen, n raport molar 1:2:4:8.

Liceul de tiine ale Naturii Grigore Antipa Botoani

W. Prin nitrarea avansat a fenolului se obine trinitrofenol.

1. Scriei ecuaiile reaciilor chimice de obinere a mono-, di- i trinitrofenolului pornind de la fenol i acid azotic. (Se pot utiliza formule moleculare).

2. Determinai raportul molar dintre fenolul introdus n proces i acidul azotic consumat, tiind c raportul molar ntre mononitrofenol, dinitrofenol , trinitrofenol i fenolul netransformat n amestecul final de reacie este 3:4:2:1.

3. Calculai conversia util, conversia total i randamentul proceselor, considernd produsul util mononitrofenolului, n condiiile de mai sus.

X. Nitrobenzenul se folosete n industria parfumurilor, datorit mirosului specific de migdale amare. La nitrarea benzenului se formeaz i dinitrobenzen, ca produs secundar.

1. Scriei ecuaiile reaciilor de obinere a nitrobenzenului i dinitrobenzenului din benzen. (Se pot utiliza formule moleculare).

2. Calculai masa de nitrobenzen obinut din 780 kg benzen, dac n masa de reacie rezultat exist benzen, nitrobenzen i dinitrobenzen, n raport molar de 2 : 2 : 1.

3. Calculai raportul molar benzen: HNO3 introdus n proces. 4. Calculai masa amestecului nitrant necesar, tiind c acesta conine HNO3 , H2SO4 i

H2O n raport molar 1: 3: 2 . 5. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

Y. Hidrocarbura aromatic mononuclear (A), care conine n procente masice 91,3% carbon,

este supus clorurrii catalitice. Rezult un amestec de produi mono-, di- i trihalogenai, notai cu (B), (C) i (D).

1. Determinai formula molecular a substanei (A). 2. Scriei ecuaiile reaciilor de obinere a substanelor (B), (C) i (D) din substana (A).

(Se pot utiliza formule moleculare). 3. n amestecul obinut, raportul molar (A), (B), (C), (D) este 4:3:2:1. Calculai masa de

compus (B) care se formeaz din 4,6 t substan (A). 4. Calculai raportul molar (A) : Cl2 introdus n proces. 5. Calculai Cu; CT; procesului n condiiile date.

Z. Arena mononuclear A, cu raportul masic mC : mH=12 :1 i M=78 g/mol, este alchilat cu

propen n prezena AlCl3 i se obin compuii mono-, di- i trialchilai B, C, D, a cror mas molar crete n ordinea B, C, D.

1. Determinai formula molecular a arenei A. 2. Scriei ecuaiile reaciilor de obinere a compuilor B, C, D, prin alchilarea arenei A cu

propen, n prezen AlCl3. (Se pot utiliza formule moleculare). 3. Calculai masa (kg) de compus B care se obine din 117 t aren A, dac n masa de

reacie raportul molar al compuilor este nA: nB: nC: nD= 6: 7: 1: 1. 4. Calculai conversia util, conversia total i randamentul procesului.