Расчеты по химическим уравнениям урок. Расчёты по уравнениям химических реакций. Тема: Вещества и их превращения
При решении расчетных химических задач необходимо умение производить вычисления по уравнению химической реакции. Урок посвящен изучению алгоритма расчетов массы (объема, количества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству) другого участника реакции.
Тема: Вещества и их превращения
Урок: Расчеты по уравнению химической реакции
Рассмотрим уравнение реакции образования воды из простых веществ:
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
Можно сказать, что из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода образуется две молекулы воды. С другой стороны, эта же запись говорит о том, что для образования каждых двух молей воды нужно взять два моля водорода один моль кислорода.
Мольное соотношение участников реакции помогает производить важные для химического синтеза расчеты. Рассмотрим примеры таких расчетов.
ЗАДАЧА 1. Определим массу воды, образовавшуюся в результате сгорания водорода в 3,2 г кислорода
.
Чтобы решить эту задачу, сначала необходимо составить уравнение химической реакции и записать над ним данные условия задачи.
Если бы мы знали количество вещества вступившего в реакцию кислорода, то смогли бы определить количество вещества воды. А затем, рассчитали бы массу воды, зная ее количество вещества и . Чтобы найти количество вещества кислорода, нужно массу кислорода разделить на его молярную массу.
Молярная масса численно равна относительной . Для кислорода это значение составляет 32. Подставим в формулу: количество вещества кислорода равно отношению 3,2 г к 32 г/моль. Получилось 0,1 моль.
Для нахождения количества вещества воды оставим пропорцию, используя мольное соотношение участников реакции:
на 0,1 моль кислорода приходится неизвестное количество вещества воды, а на 1 моль кислорода приходится 2 моля воды.
Отсюда количество вещества воды равно 0,2 моль.
Чтобы определить массу воды, нужно найденное значение количества воды умножить на ее молярную массу, т.е. умножаем 0,2 моль на 18 г/моль, получаем 3,6 г воды.
Рис. 1. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 1
Помимо массы, можно рассчитывать объем газообразного участника реакции (при н.у.), используя известную вам формулу, в соответствие с которой объем газа при н.у. равен произведению количества вещества газа на молярный объем. Рассмотрим пример решения задачи.
ЗАДАЧА 2. Рассчитаем объем кислорода (при н.у.), выделившийся при разложении 27г воды.
Запишем уравнение реакции и данные условия задачи. Чтобы найти объем выделившегося кислорода, нужно найти сначала количество вещества воды через массу, затем по уравнению реакции определить количество вещества кислорода, после чего можно рассчитать его объем при н.у.
Количество вещества воды равно отношению массы воды к ее молярной массе. Получаем значение 1,5 моль.
Составим пропорцию: из 1,5 моля воды образуется неизвестное количество кислорода, из 2 молей воды образуется 1 моль кислорода. Отсюда количество кислорода равно 0,75 моля. Рассчитаем объем кислорода при н.у. Он равен произведению количества кислорода на молярный объем. Молярный объем любого газообразного вещества при н.у. равен 22,4 л/моль. Подставив числовые значения в формулу, получим объем кислорода, равный 16,8 л.
Рис. 2. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 2
Зная алгоритм решения подобных задач, можно рассчитать массу, объем или количество вещества одного из участников реакции по массе, объему или количеству вещества другого участника реакции.
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.40-48)
2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 73-75)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.:Астрель, 2013. (§23)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§29)
5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (с.45-47)
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
1) с. 73-75 №№ 2, 3, 5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2) с.135 №№ 3,4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.
Задание. Сколько литров кислорода (н. у.) вступит в реакцию при сгорании 4,8 г магния?
Периодический закон (ПЗ) и периодическая система (ПС)
элементов Д. И. Менделеева
Открытие ПЗ и построение ПС явились вершиной развития химии в 19 в (1869 г). Д.И. Менделеев расположил все известные в то время элементы (63) в порядке возрастания их атомных масс и при этом обнаружил связь свойств химических элементов с их атомными массами, которая заключалась в том, что через определенные интервалы свойства элементов повторялись. Д. И. Менделеев сформулировал периодический закон так: Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов.
Несмотря на всю огромную значимость такого вывода, ПЗ и ПС представляли лишь гениальное эмпирическое (экспериментальное) обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Причина этого в том, что в 19 в совершенно отсутствовали представления о сложности строения атома.
Чаще используют три варианта ПС:
1. Короткопериодный;
2. Полудлинный (все элементы 4-го и 5-го периодов вытянуты в одну линию по 18 элементов;
3. Длиннопериодный (в одну линию вытянуты все s, p, d и f элементы.
Короткаяформа ПС состоит из 7 периодов и 8 групп.
Период – это горизонтальный ряд, который начинается щелочным металлом (кроме первого периода) и заканчивается инертным элементом (кроме седьмого периода).
Первый, второй и третий периоды состоят из одного ряда и называются малыми. Четвертый, пятый и шестой периоды состоят из двух рядов и называются большими. Всего в периодической системе 10 рядов. Верхний ряд - четный, нижний - нечетный. Четные ряды содержат только металлы и свойства элементов слева направо меняются мало. Четный ряд большого периода заканчивается тремя сходными между собой по свойствам элементами: триадами. Нечетные ряды содержат металлы и неметаллы, в них слева направо идет постепенный переход от металлических свойств к неметаллическим.
В шестом периоде послелантана La (№ 57) расположены 14 элементов со сходными свойствами(№ 58 - 71): лантаноиды. Все они реакционноспособные металлы, реагируют с водой, у них сильно выражена горизонтальная аналогия.
В седьмом периоде после актиния Ас (№89) аналогично расположены14 элементов (№90 - 103), подобных актинию: актиноиды. Ядра их атомов крайне неустойчивы, то есть являются радиоактивными.
Каждая группа состоит из двух подгрупп: главной и побочной.
Подгруппы, в которые входят элементы малых и больших периодов, называются главными (А). Подгруппы, в которые входят элементы только больших периодов, называются побочными (В). Подгруппы объединяют наиболее сходные между собой элементы.
Для элементов одной группы характерны следующие закономерности:
1. Все элементы, кроме благородных газов, образуют кислородные соединения.
2. Высшая валентность и высшая положительная степень окисления обычно соответствует номеру группы. Исключения: 1) в 8-й группе только у рутения Ru и Os валентность равна VIII; Cu +1 , Cu +2 ; O –2 ; F –1 .
3. Элементы главной подгруппы с IV по VIII группы образуют летучие соединения с водородом. Валентность их в этих соединениях равна разности между числом 8 и номером группы. Например, N находится в V-й группе и его валентность равна 8 – 5 = 3 в соединении NH 3 .
Строение атома
В XIX в. считали, что атом – неделимая частица, которая не изменяется при химических реакциях. В концеХIХ- начале XX вв. были открыты рентгеновское излучение (немецким ученым К. Рентгеном, 1895 г), радиоактивность (французским ученым А. Беккерелем, 1896), электрон (английским ученым Дж. Томсоном, 1897 г.). Масса m(е)=9,109×10 –28 г и отрицательный заряд q(e)=1,602×10 –19 Кл. Величина заряда электрона принята за единицу элементарного электрического заряда.
В 1903 г. Дж. Томсон предложил модель строения атома, согласно которой положительный заряд равномерно распределен по объему атома и нейтрализован вкрапленными в него электронами. Развивая эти представления, Э. Резерфорд в 1911г. предложил планетарную модель строения атома. По этой теории в центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся электроны. Совокупность электронов в атоме называется его электронной оболочкой. В 1913 г. Английский ученый Д. Мозли обнаружил, что величина положительного заряда ядра атома равна порядковому номеру элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Атом электронейтрален, следовательно, число электронов в электронной оболочке атома равно заряду ядра Z или порядковому номеру элемента в периодической системе .
В 1932 г. советские ученые Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон и, независимо от ниx, немецкий ученый В. Гейзенберг создали протонно-нейтронную теорию строения ядра
. Протон
р - это частица с массой, равной 1 а. е. м.
(1,66 ×10 –24 г), и зарядом + 1. Нейтрон
n – это электронейтральная частица массой, близкой к массе протона. Протоны и нейтроны называют нуклонами.
Заряд ядра атома определяется числом протонов. Следовательно, число протонов в ядре атома также равно порядковому номеру элемента в периодической системе . Общее число протонов и нейтронов называется массовым числом (А). Оно равно округленному до целого числа значению относительной атомной массы.
Задание. Какой заряд ядра и сколько электронов, протонов, нейтронов в атоме цинка?
Z=+30, p=30, e=30, n = 65–30 = 35.
Изотопы
Разновидности атомов одного элемента, обладающие одинаковыми зарядами ядер, но разными массовыми числами (одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов), называются изотопами. Химические свойства всех изотопов одного элемента одинаковы.
Каждый изотоп характеризуется двумя величинами: массовым числом (проставляется вверху слева от химического знака) и порядковым номером (проставляется внизу слева от химического знака) и обозначается символом соответствующего элемента. Например, элемент водород имеет три изотопа. Н – протий (1 р); D ( Н) - дейтерий (1р, 1 n); T ( Н) - тритий (1 р, 2 n).
Развернутый план-конспект урока «Расчеты по химическим уравнениям».
Учебник: О.С. Габриелян.
Класс: 8
Тема урока: Расчеты по химическим уравнениям.
Тип урока: комбинированный.
Образовательные задачи: познакомить с расчетами по химическим уравнениям; сформировать у учащихся знание о расчетах по химическим уравнениям; начать формировать умения по составлению химических уравнений и расчетам по уравнениям.
Воспитательные задачи: продолжить формирование естественнонаучного мировоззрения, представления о единичном и целом.
Развивающие задачи: продолжить формирования умения наблюдать, анализировать, объяснять, делать выводы.
Методы обучения: словесные (объяснение и рассказ учителя), словесно – наглядные(объяснение с использованием записей на классной доске).
Оборудование: классная доска, таблица Д. И. Менделеева.
Ход урока:
1.Организационный момент (2-5мин.)
Здравствуйте ребята присаживайтесь. Сегодня на уроке мы с вами должны будем научиться проводить расчеты по химическим уравнениям.
2. Контроль знаний и умений (10 – 15 мин.)
На предыдущих занятиях мы с вами проходили уравнения химических реакций, давайте вспомним, что такое химическое уравнение? (Химическим уравнением называют условную запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков).
На основе какого закона пишут химические реакции? (Закон сохранения массы веществ).
Как он звучит? (Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате ее).
3. Объяснение нового материала (20 – 30 мин.)
По химическому уравнению можно определить, какие вещества вступили в реакцию, и какие образовались, а также по химическому уравнению можно рассчитать массу, объем и количество реагирующих веществ.
Для расчетов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объема и количества вещества. Давайте откроем учебники на странице 146 и найдем таблицу №7. Рассмотрим по этой таблице соотношение некоторых единиц физико – химических величин.
Для того чтобы решать расчетные задачи по химии, можно пользоваться алгоритмом. Алгоритм решения задач дан в учебнике на странице 147.
Пользуясь алгоритмом решения задач, давайте решим следующие задачу:
Задача: Рассчитайте объем водорода (н.у.), который потребуется для взаимодействия с 230 кг оксида железа (ІІІ). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.
Дано: Решение:
m(Fe 2 O 3)=230кг 1. Запишем уравнение химической реакции:
V(H 2) - ?
n(H 2 O) - ? 2. Запишем известные и неизвестные числовые значения над формулами веществ в уравнении.
Так как масса дана в килограммах, то объем находим в кубических метрах, а количество вещества – в киломолях. И тогда:
230кг х м 3 y кмоль
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
где х – объем водорода V(H 2), y – количество вещества воды n(H 2 O).
3. а)Найдем заданную химическим уравнением массу 1кмоль Fe 2 O 3 и запишем полученное значение под его формулой:
Мr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,
М(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.
б) Найдем заданный уравнением объем 3 кмоль водорода V = Vm*n, запишем под формулой водорода найденное значение: V(3H 2) = 22,4 м 3 /кмоль * 3 кмоль = 67,2 м 3 .
в) Под формулой воды укажем ее количество, заданное уравнением, - 3 кмоль.
Уравнение принимает вид
230кг х м 3 y кмоль
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
160кг 67,2 м 3 3 кмоль
4. Составим и решим пропорции:
а) 230 = х, х = 230*67,2 = 201,6 (м 3) – объем водорода V(H 2)
б) 230 = y , y = 230*3 = 9 (кмоль) – количество вещества воды n(H 2 O).
4.Первичное закрепление знаний (10 – 12 мин.)
Решите задачи (если можно, то несколькими способами):
Задача 1. В реакцию с кислородом вступает 0,1 моль цинка. Какое количество вещества кислорода потребуется? Какое количество вещества оксида цинка образуется?
Задача 2. Цинк количеством вещества 0,1 моль взаимодействует с кислородом. Определите массу кислорода, вступающего в реакцию, а также массу образующегося оксида цинка.
Задача 3. Алюминий массой 6,3 г вступает в реакцию с кислородом. Определите массы кислорода и образующегося оксида железа, если алюминий содержит 20% примесей.
Задача 4. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 2,7 г 25% - й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества алюминия? Каково это количество вещества?
Задача 5. Какой объем углекислого газа выделится при сгорании 60 кг угля?
Задача 6. Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция, содержащего 30% примесей?
5. Итог урока (1 -3 мин.)
Сегодня на уроке мы с вами еще раз вспомнили написание химических уравнений и научились проводить расчеты с помощью химических уравнений.
6. Домашнее задание (1 – 4 мин.)
§28, задание в рабочих тетрадях.
Какая масса оксида железа (ІІІ) образуется при сжигании на воздухе 0,6 моль железа?
Рассчитайте массу сульфида алюминия, образующегося при сплавлении с серой 5,4 г алюминиевой пудры. Сколько граммов сульфида железа (ІІ) образуется при сплавлении с серой 11,2 г порошка железа?
Определите массу магния, необходимого для получения 19 г хлорида магния (например сжигая магний в хлоре).
Сколько литров хлороводорода образуется при взаимодействии хлора с 5,5 л водорода?
Какой объем водорода может вступить в реакцию со 150 л кислорода?
Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 8 л метана СН 4 ?
Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 480 г угля?
Какой объем кислорода выделится при разложении электрическим током 100г воды?
Какой объем азота образуется при взрыве 1 г йодистого азота:
2NJ 3 = N 2 + 3J 2
Сколько граммов оксида серы (ІV) образуется при сжигании 12,8 серы?
Какая масса оксида магния образовались при сжигании в кислороде 6 г магниевой стружки?
Сколько граммов воды образуется при сжигании в кислороде 9 г водорода?
Сколько граммов алюминия надо взять для получения 30,6 г оксида алюминия?
Сколько граммов лития необходимо сжечь в кислороде для получения 15 г оксида лития?
Сколько граммов хлорида натрия образуется при сжигании в хлоре 11,5г натрия?
Сколько молей железа необходимо взять для получения 32,5 г хлорида железа (ІІІ)?
Сколько граммов алюминия необходимо взять для получения 80,1 г хлорида алюминия?
Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция?
Сколько граммов хлорида алюминия образуется при сгорании в хлоре 10,8 г алюминиевой фольги?
РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ
4. Химическая реакция
Примеры решения типовых задач
II. Расчеты по уравнениям химических реакций
Задача 7. Какой объем водорода (н.у.) потратится на восстановление 0,4 моль хром(ІІІ) оксида?
Дано:
Решение
Запишем уравнение реакции:
1. Из написанного уравнения видно, что
2. Для нахождения объема водорода воспользуемся формулой
Ответ: V (H 2 ) = 26,88 л.
Задача 8. Какая масса алюминия вступило в реакцию с хлоридной кислотой, если выделилось 2688 мл (н.у.) водорода?
Дано:
Решение
Запишем уравнение реакции:
Составим пропорцию: 54 г алюминия соответствует 67,2 л водорода, а х г алюминия - 2, 688 л водорода:
Ответ: m (А l ) = 2,16 г.
Задача 9. Какой объем кислорода необходимо использовать, чтобы сжечь 120 м 3 смеси азота и карбон(II) оксида, если объемная доля азота в смеси составляет 40 %?
Дано:
Решение
1. В исходной смеси горит только карбон(II) оксид, объемная доля которого:
2.
По формуле
вычислим объем карбон(II) оксида в смеси:
3. Запишем уравнение реакции и, используя закон объемных отношений, проведем расчет:
Ответ: V (O 2 ) = 3 6 м 3 .
Задача 10. Вычислите объем газовой смеси, которая образуется в результате термического разложения 75,2 г купрум(ІІ) нитрата.
Дано:
Решение
Запишем уравнение реакции:
1. Рассчитаем количество вещества купрум(ІІ) нитрата. M (Cu (NO 3 ) 2) = 188 г/моль:
2. Проводим расчет количества веществ газов, которые образуются по уравнениям реакции:
3. Вычислим объем газовой смеси. V M = 22,4 л/моль:
Ответ: V (смеси) = 22,4 л.
Задача 11. Какой объем сульфур(И V ) оксида можно получить при обжиге 2,425 т цинковой обманки, массовая доля цинк сульфида в которой составляет 80 %?
Дано:
Решение
1. Рассчитаем массу ZnS в цинковой обманке:
2. Составим уравнение реакции, по которому и вычислим объем SO 2 . M (ZnS ) = 97 г/моль, V M = 22,4 л/моль:
Ответ: V (SO 2 ) = 448 м 3 .
Задача 12. Вычислите объем кислорода, который можно получить при полном термическом разложении 34 г раствора дигідроген перекиси с массовой долей Н 2 O 2 30 %.
Дано:
Решение
1. Рассчитаем массу дигідроген пероксида в растворе. М(Н 2 O 2 ) = 34 г/моль:
2. Составим уравнение реакции и проведем по ним расчет. V M = 22,4 л/моль:
Ответ: V (O 2 ) = 3,36 л.
Задача 13. Какую массу технического алюминия с массовой долей примесей 3 % необходимо использовать для добывания 2,5 моль железа из железной окалины?
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции и рассчитаем массу чистого алюминия, которую необходимо использовать на реакцию:
2. Поскольку алюминий содержащего 3 % примесей, то
3.
Из формулы
рассчитаем массу технического алюминия (то есть с примесями):
Ответ: m (А l ) Тех. = 61,9 г.
Задача 14. Вследствие нагрева 107,2 г смеси калий сульфата и калий нитрата выделилось 0,1 моль газа. Вычислите массу калий сульфата в исходной смеси солей.
Дано:
Решение
1. Калий сульфат - вещество термически устойчива. Следовательно, при нагревании разлагается только калий нитрат. Запишем реакцию, кладем пропорцию, определим количество вещества калий нитрата, что розклалась:
2. Вычислим массу 0,2 моль калий нитрата. M (KNO 3 ) = 101 г/моль:
3. Вычислим массу калий сульфата в исходной смеси:
Ответ: m(K 2 SO 4) = 87 г.
Задача 15. При полном термическом разложении 0,8 моль алюминий нитрата получили 35,7 г твердого остатка. Вычислите относительный выход вещества (%), содержащийся в твердом остатке.
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции разложения алюминий нитрата. Составим пропорцию, определим количество вещества n (А l 2 O 3 ):
2. Рассчитаем массу образовавшегося оксида. М(А l 2 O 3 ) = 102 г/моль:
3. Рассчитаем относительный выход А l 2 O 3 по формуле:
Ответ: η(А l 2 O 3 ) = 87,5 %.
Задача 16. До полного разложения нагрели 0,4 моль ферум(III) гидроксида. Полученный оксид восстановили водородом и получили 19,04 г железа. Вычислите относительный выход железа (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнения реакций:
2. По уравнениям составляем стехіометричну схему и по пропорции определим теоретический выход железа n (Fe ) т атаки . :
3. Вычислим массу железа, которую теоретически можно было бы получить, исходя из проведенных реакций (M (Fe ) = 56 г/моль):
4. Рассчитаем относительный выход железа:
Ответ: η (Fe ) = 85 %.
Задача 17. При растворении в воде 23,4 г калия получили 5,6 л газа (н.у.). Вычислите относительный выход этого газа (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции и вычислим объем водорода, который теоретически, т.е. в соответствии с уравнением реакции, можно получить из данной массы калия:
Составим пропорцию:
2. Вычислим относительный выход водорода:
Ответ: η (Н 2) = 83,3 %.
Задача 18. При сжигании 0,0168 м 3 ацетилена получили 55 г карбон(И V ) оксида. Вычислите относительный выход углекислого газа (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции горения ацетилена, составим пропорцию и вычислим массу карбон(И V ) оксида, которую можно получить теоретически. V M = 22,4 л/моль, М(СО 2) = 44 г/моль:
2. Вычислим относительный выход карбон(И V ) оксида:
Ответ: η (CO 2 ) = 83,3 %.
Задача 19. В результате каталитического окисления 5,8 моль аммиака получили 0,112 м 3 нитроген(II) оксида. Вычислите относительный выход полученного оксида (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции каталитического окисления аммиака, составим пропорцию и обчислімо объем нитроген(И V ) оксида, который теоретически можно получить (V M = 22,4 л/моль):
2. Рассчитаем относительный выход нитроген(II) оксида:
Ответ: η(NO ) = 86,2 %.
Задача 20. Сквозь избыток раствора калий гидроксида пропустили 1,2 моль азот(И V ) оксида. Получили 0,55 моль калий нитрата. Вычислите относительный выход полученной соли (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение химической реакции, составим пропорцию и вычислим массу калий нитрата, которую теоретически можно получить:
2. Вычислим относительный выход калий нитрата:
Ответ: η(KNO 3 ) = 91 , 7 %.
Задача 2 1 . Какую массу аммоний сульфата можно добыть из 56 л аммиака, если относительный выход соли составляет 90 %.
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции и составим пропорцию и вычислим массу соли, которую теоретически можно получить из 56 л NH 3 . V M = 22,4 л/моль M((NH 4) 2 S О 4 ) = 132 г/моль:
2. Вычислим массу соли, которую можно получить практически:
Ответ: m ((NH 4 ) 2 S О 4 ) = 148,5 г .
Задача 22. Хлором полностью окислили 1,4 моль железа. Какую массу соли получили, если ее выход составляет 95 %?
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции и проведем расчет массы соли, которую можно получить теоретически. M (FeCl 3 ) = 162,5 г/моль:
2. Рассчитаем массу FeCl 3 , которую получили практически:
Ответ: m (FeCl 3 ) прак. ≈ 216 г.
Задача 23. К раствору, который содержит 0,15 моль калий ортофосфату, долили раствор, в котором содержалось 0,6 моль аргентум(И) нитрата. Определите массу осадка, который образовался.
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции (M (Ag 3 P O 4) = 419 г/моль):
Из него видно, что для реакции с 0,15 моль К 3 РО 4 нужно 0,45 моль (0,15 · 3 = 0,45) аргентум(И) нитрата. Поскольку, согласно условию задачи, количество вещества AgN В 3 составляет 0,6 моль, именно эту соль взят в избытке, то есть ее часть остается не использованной. Калий ортофосфат вступит в реакцию полностью, а потому выход продуктов рассчитываем по его количеству.
2. Составляем пропорцию:
Ответ: m (Ag 3 P O 4 ) . = 62,85 г.
Задача 24. В раствор, в котором содержалось 58,4 г хлороводорода, поместили 16,2 г алюминия. Какой объем газа (н.у.) выделился?
Дано:
Решение
1. Вычислим количество вещества алюминия и хлороводорода. М(А l ) = 27 г/моль, М(НС l ) = 36,5 г/моль:
2. Запишем уравнение реакции и установим вещество, которое взято в избытке:
Рассчитаем количество вещества алюминия, которую можно растворить в данной количества соляной кислоты:
Следовательно, алюминий взят в избытке: количество его вещества (0,6 моль) больше необходимой. Объем водорода рассчитываем по количеству вещества хлороводорода.
3. Вычислим объем водорода, который выделился. V M = 22,4 л/моль:
Ответ: V (H 2 ) = 17,92 л.
Задача 25. Смесь, которая содержала 0,4 л ацетилена и 1200 мл кислорода, привели к условиям реакции. Какой объем карбон(И V ) оксида образовался?
Дано:
Решение
Запишем уравнение реакции:
Согласно закону объемных соотношений, из приведенного уравнения следует, что на каждые 2 объемы С 2 Н 2 расходуется 5 объемов O 2 с образованием 4 объемов карбон(И V ) оксида. А поэтому сначала определим вещество, которое есть в избытке - проверим, хватит ли кислорода на сжигание ацетилена:
Поскольку по условиям задачи на сжигание ацетилена взято 1,2 л, а нужно 1л, делаем вывод, что кислород взят в избытке, а объем карбон(И V ) оксида рассчитываем по объему ацетилена, воспользовавшись законом объемных соотношений газов:
Ответ: V (CO 2 ) = 0 , 8 л.
Задача 26. Смесь, содержащую 80 мл сероводорода и 120 мл O 2 , привели к условиям реакции и получили 70 мл сульфур(И V ) оксида. Измерения объемов газов проводили при одинаковых условиях. Вычислите относительный выход сульфур (IV ) оксида (%).
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции горения сероводорода:
2. Проверим, хватит ли кислорода на сжигание 80 мл сероводорода:
Следовательно, кислорода хватит, потому что его взяли 120 мл в стехіометричній количества. Избытка одной из веществ нет. А потому объем SO 2 можно рассчитать по любой из них:
3. Вычислим относительный выход сульфур(И V ) оксида:
Ответ: η (SO 2 ) = 87,5 %.
Задача 27. При растворении в воде 0,28 г щелочного металла выделилось 0,448 л водорода (н.у.). Назовите металл и укажите его протонне число.
Дано:
Решение
1. Запишем уравнение реакции (V M = 22,4 л/моль):
Составим пропорцию и рассчитаем количество вещества металла:
2. Вычислим значение молярной массы металла, вступившего в реакцию:
Это Литий. Протонне число Лития - 3.
Ответ: Z (Me ) = 3.
Задача 28. В результате полного термического разложения 42,8 г гидроксида трехвалентного металлического элемента получили 32 г твердого остатка. Укажите молярну массу металлического элемента.
Дано:
Решение
1. Напишем уравнение реакции в общем виде:
Поскольку единственной известной веществом этой реакции является вода, расчеты будем проводить по массе воды, которая образовалась. Опираясь на закон сохранения массы веществ, определяем его массу:
2. По уравнению реакции проведем расчет молярной массы гидроксида металлического элемента. Молярну массу гидроксида Ме(ОН) 3 обозначим х г/моль (М(Н 2 O ) =18 г/моль):
3. Вычислим значение молярной массы металлического элемента:
Это Ферум.
Ответ: М(Ме) = 56 г/моль.
Задача 29. Купрум(II) оксидом окислили 13,8 г насыщенного одноатомного спирта и получили 9,9 г альдегида, относительный выход которого составил 75 %. Назовите спирт и укажите его молярну массу.
Дано:
Решение
Самый оптимальный вариант записи формулы насыщенного одноатомного спирта для написания уравнения реакции его окисления - это R - CH 2 OH , где R - алкільний заместитель, общая формула которого С n Н 2 n +1 . Это обусловлено тем, что именно группа-СН 2 ОН меняется во время реакции окисления, то есть переходит в альдегідну группу-СНО.
1. Запишем уравнение реакции окисления спирта до альдегида в общем виде:
2. Вычислим теоретическую массу альдегида:
Для дальнейшего решения этой задачи можно использовать 2 способа.
И способ (математический способ, который предусматривает выполнение определенного количества арифметических операций).
Обозначим молярну массу алькільного заместителя M (R ) через х г/моль. Тогда:
Составим пропорцию и вычислим молярну массу алкильной заместителя:
Итак, алкільний заместитель - метил-СН 3 , а спирт - этанол СН 3 -СН 2 -ОН; М(С 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.
II способ.
Вычислим разность молярных масс органических продуктов в соответствии с уравнением:
Согласно условию Δ m р = 13,8 - 13,2 = 0,6 (г).
Составим пропорцию: если в реакцию вступает 1 моль RCH 2 OH , то разница масс составляет 2 г, а если в моль RCH 2 OH , то разница масс - 0,6 г.
По формуле
рассчитаем молярну массу спирта:
Итак, результат тот же.
Ответ: М(С 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.
Задача 30 . При полном обезвоживании 87,5 г кристаллогидрата феррум(III) нитрата получили 1,5 моль водяного пара. Установите формулу исходного вещества.
Дано:
Решение
1. Вычислим массу 1,5 моль воды, полученной в результате реакции. М(Н 2 O ) =18 г/моль:
2. Исходя из закона сохранения массы, вычислим массу соли, которую получили при нагревании кристаллогидрата:
3. Рассчитаем количество вещества Fe(NO 3) 3 . M (Fe (NO 3 ) 3 ) = 242 г/моль:
4. Вычислим соотношение количеств вещества безводной соли и воды:
На 0,25 моль соли приходится 1,5 моль воды на 1 моль соли-х моль:
Ответ: формула кристаллогидрата - Fe (NO 3 ) 3 · 6Н 2 O .
Задача 31. Вычислите объем кислорода, необходимый для сжигания 160 м 3 смеси карбон(II) оксида, азота и этана, если объемные доли компонентов смеси соответственно составляют 50,0, 12,5 и 37,5 %.
Дано:
Решение
1.
По формуле
вычислим объемы горючих компонентов, а именно
карбон(II) оксида и этана (заметим, что азот не горит):
2. Напишем уравнения реакций горения СО и С 2 Н 6:
3. Воспользуемся законом объемных соотношений газов и проведем расчет объемов кислорода за каждым из уравнений реакций:
4. Вычислим суммарный объем кислорода:
Ответ: V (О 2) = 250 м 3 .
Чему бы ты ни учился, ты
учишься для себя.
Петроний
Цели урока:
- познакомить учащихся с основными способами решения задач по химическим уравнениям:
- находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, массе или объёму исходных веществ,
- продолжить формирование навыков работы с текстом задачи, умение аргументировано выбирать способ решения учебной задачи, умения составлять уравнения химических реакций.
- развивать умения анализировать, сравнивать, выделять главное, составлять план действия, делать выводы.
- воспитывать терпимость к другим, самостоятельность в принятии решений, умение объективно оценить результаты своего труда.
Формы работы: фронтальная, индивидуальная, парная, групповая.
Тип урока: комбинированный с применением ИКТ
I Организационный момент.
Здравствуйте ребята. Сегодня, мы с вами научимся решать задачи по уравнениям химических реакций. Слайд 1 (cм. презентацию).
Цели урока Слайд 2.
II.Актуализация знаний, умений, навыков.
Химия очень интересная и в то же время сложная наука. Для того чтобы знать и понимать химию, надо не только усваивать материал, но и уметь применять полученные знания. Вы узнали какие признаки указывают на протекание химических реакций, научились составлять уравнения химических реакций. Я надеюсь, что вы хорошо усвоили эти темы и без труда ответите на мои вопросы
Какое явление не является признаком химических превращений:
а) появление осадка; в) изменение объема;
б) выделение газа; г) появление запаха. Слайд 3
Укажите цифрами:
а) уравнения реакций соединения
б) уравнения реакций замещения
в) уравнения реакций разложения Слайд 4
Для того, чтобы научиться решать задачи, необходимо составить алгоритм действий, т.е. определить последовательность действий.
Алгоритм для расчета по химическим уравнениям (у каждого учащегося на столе)
5. Записать ответ.
Приступаем к решению задач, применяя алгоритм
Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции
Вычислите массу кислорода, выделившегося в результате разложения
порции воды массой 9 г.
Найдем молярную массу воды и кислорода:
М(Н 2 О) = 18 г/моль
М(О 2) = 32 г/моль Слайд 6
Запишем уравнение химической реакции:
2Н 2 О = 2Н 2 + О 2
Над формулой в уравнении реакции запишем найденное
значение количества вещества, а под формулами веществ -
стехиометрические соотношения, отображаемые
химическим уравнением
0,5моль х моль
2Н 2 О = 2Н 2 + О 2
2моль 1моль
Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти.
Для этого составляем пропорцию
0,5моль = хмоль
2моль 1моль
откуда х = 0,25 моль Слайд 7
Следовательно, n(O 2)=0,25 моль
Найдем массу вещества, которую требуется вычислить
m(O 2)= n(O 2)*M(O 2)
m(O 2) = 0,25 моль 32 г/моль = 8 г
Запишем ответ
Ответ: m(О 2) = 8 г Слайд 8
Вычисление объема вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции
Вычислите объем кислорода (н. у.), выделившегося в результате разложения порции воды массой 9 г.
V(0 2)=?л(н.у.)
М(Н 2 О)=18 г/моль
Vm=22,4л/моль Слайд 9
Запишем уравнение реакции. Расставим коэффициенты
2Н 2 О = 2Н 2 + О 2
Над формулой в уравнении реакции запишем найденное значение количества вещества, а под формулами веществ - стехиометрические соотношения, отображаемые химическим уравнением
0,5моль - х моль
2Н 2 О = 2Н 2 + О 2 Слайд10
2моль - 1моль
Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти. Для этого составим пропорцию
откуда х = 0,25 моль
Найдем объем вещества, который требуется вычислить
V(0 2)=n(0 2) Vm
V(O 2)=0,25моль 22,4л/моль=5,6л (н. у.)
Ответ: 5,6 л Слайд 11
III.Закрепление изученного материала.
Задачи для самостоятельного решения:
1.При восстановлении углем оксидов Fe 2 O 3 и SnO 2 получили по 20 г Fe и Sn. Сколько граммов каждого оксида было взято?
2.В каком случае образуется больше воды:
а) при восстановлении водородом 10 г оксида меди (I) (Cu 2 O) или
б) при восстановлении водородом 10 г оксида меди(II) (CuO)? Слайд 12
Проверим решение задачи 1
M(Fe 2 O 3)=160г/моль
M(Fe)=56г/моль, 
m(Fe 2 O 3)=, m(Fe 2 O 3)= 0,18*160=28,6г
Ответ: 28,6г
Слайд 13
Проверим решение задачи 2
M(CuO) = 80 г/моль
4. 
х моль = 0,07моль,
n(H 2 O)=0,07 моль
m(H 2 O) = 0,07моль*18г/моль=1,26г
Слайд 14
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
n(CuO) = m/ M(CuO)
n(CuO) = 10г/ 80г/моль = 0,125 моль
0,125моль хмоль
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
1моль 1моль
х моль = 0,125моль, n(H 2 O)=0,125 моль
m (H 2 O) = n * M(H 2 O);
m(H 2 O) = 0,125моль*18г/моль=2,25г
Ответ: 2,25г Слайд 15
Домашнее задание: изучить материал учебника с. 45-47, решить задачу
Какую массу оксида кальция и какой объм углекислого газа (н.у.)
можно получить при разложении карбоната кальция массой 250г?
CaCO 3 = CaO + CO Cлайд 16.
Литература
1. Габриелян О.С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. М. Дрофа 2006г.
2. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. Дрофа. М. 2005г.
3. Горбунцова С.В. Тесты по основным разделам школьного курса хииии. 8 - 9 классы.ВАКО, Москва,2006г.
4. Горковенко М.Ю.Поурочные разработки по химии. К учебникам О.С.Габриеляна, Л.С.Гузея, В.В.Сорокина, Р.П.Суровцевой и Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана. 8 класс.ВАКО, Москва, 2004г.
5. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: Контрольные и проверочные работы. – М.: Дрофа, 2003.
6.Радецкий А.М., Горшкова В.П. Дидактический материал по химии для 8-9 классов: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 2000
Приложение.
Расчеты по химическим уравнениям
Алгоритм действий.
Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:
1. Составить уравнение химической реакции.
2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.
3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
4. Составить и решить пропорцию.
5. Записать ответ.
Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц
Масса (m) : г; кг; мг
Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль
Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль
Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл
Молярный объём(Vm) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль
Число частиц (N): 6 1023 (число Авагадро – N A); 6 1026 ; 6 1020