Розрахунок за хімічними рівняннями. Розрахунки за хімічним рівнянням. Скласти та вирішити пропорцію

Для розрахунків дуже важливо вибрати відповідні один одному одиниці виміру маси, обсягу та кількості речовин. З цією метою можна скористатися таблицею 7.

Таблиця 7
Співвідношення деяких одиниць фізико-хімічних величин

Щоб вирішити розрахункову завдання з хімії, можна скористатися наступним алгоритмом.

1. Скласти рівняння хімічної реакції.
2. Перевести ці завдання (масу чи обсяг) у кількість речовини (моль, кмоль, ммоль).

   Якщо за умовою завдання в реакцію вступають речовини, що містять домішки, спочатку треба визначити масу чистої речовини, а потім розрахувати її кількість; якщо в задачі йдеться про розчин, то спочатку треба обчислити масу розчиненої речовини, яку потім перевести в кількість речовини.

3. Над відповідною формулою у рівнянні записати знайдену кількість речовини, а кількості над формулами шуканих речовин позначити через х та у.
4. Знайти кількості шуканих речовин, знаючи, що кількісні відносини між речовинами відповідають коефіцієнтам перед їх формулами рівняння реакції.
5. Перевести знайдену кількість речовин у масу або обсяг.
6. Оформити відповідь.

Завдання 1. Розрахуйте об'єм водню (н. у.), який буде потрібний для взаємодії з 480 кг оксиду заліза (III). Обчисліть кількість речовини води, яка утворюється.

2. а) Щоб знайти кількість речовини оксиду заліза (III), спочатку розрахуємо його молярну масу (у разі кіломолярну, оскільки маса оксиду заліза (III) дана у кілограмах (див. табл. 7)):

Mr(Fe 2 O 3) = 56 2 + 16 3 = 160;

M(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

б) Знайдемо кількість речовини оксиду заліза (III) у кіломолях, оскільки вихідна дана задача запропонована в кілограмах:

3. Над формулою вихідної речовини - оксиду заліза (III) - у рівнянні реакції запишемо знайдену кількість речовини - 3 кмоль, а кількості речовин водню та води позначимо над їх формулами відповідно через х і у:

4. а) Відповідно до рівняння реакції 1 кмоль оксиду заліза (III) взаємодіє з 3 кмоль водню. Отже, 3 кмоль оксиду заліза (III) відповідає втричі більшу кількість речовини водню, тобто х = 9 кмоль.

б) Розрахуємо обсяг водню за знайденою кількістю речовини:

5. Відповідно до рівняння реакції з 1 кмоль оксиду заліза (III) утворюється 3 кмоль води, а з 3 кмоль оксиду заліза (III) – утричі більша кількість речовини води, тобто у = 9 моль.

Відповідь: V (Н 2) = 201,6 м 3; n(Н 2 O) = 9 кмоль.

Завдання 2. Який обсяг повітря (н. у.) буде потрібний для взаємодії з 270 г алюмінію, що містить 20% домішок? Яка кількість речовини оксиду алюмінію при цьому вийде?

3. Над формулою алюмінію в рівнянні реакції запишемо знайдену кількість - 8 моль, а кількості кисню та оксиду алюмінію позначимо відповідно через х і у:

4. Відповідно до рівняння реакції 4 моль алюмінію взаємодіє з 3 моль кисню, в результаті чого виходить 2 моль оксиду алюмінію. Отже, 8 моль алюмінію відповідають 6 моль кисню та 4 моль оксиду алюмінію.

n(O 2) = 6 моль; n(А1 2 O 3) = 4 моль.

5. Розрахуємо обсяг кисню за знайденою кількістю речовини:

V(O 2) = n(O 2) Vm;

V(O 2) = б моль 22,4 л/моль = 134,4 л.

6. Однак завдання потребує знайти обсяг не кисню, а повітря. У повітрі міститься 21% кисню за обсягом. Перетворюючи формулу φ = V(O 2)/V(пов.), знайдемо об'єм повітря:

V (повітря) = V (O 2) : φ (O 2) = 134,4: 0,21 = 640 (л).

Відповідь: V(пов.) = 640 л; n(Аl 2 O 3) = 4 моль.

Завдання 3. Який обсяг водню (н. у.) виділиться при взаємодії 730 г 30% соляної кислоти з необхідною за реакцією кількістю речовини цинку? Яка кількість речовини?

3. Над формулою хлороводню в рівнянні реакції запишемо знайдену кількість речовини - 6 моль, а кількість речовин цинку та водню позначимо відповідно через х і у:

4. Відповідно до рівняння реакції 2 моль хлороводню взаємодіє з 1 моль цинку, у результаті виходить 1 моль водню. Отже, 6 моль хлороводню відповідають 3 моль цинку та 3 моль водню.

5. Розрахуємо обсяг водню за знайденою кількістю:

V(H 2) = n(H 2) V m;

V(H 2) = 3 моль 22,4 л/моль = 67,2 л.

Відповідь: V(H 2) = 67,2 л; n(Zn) = 3 моль.

Ключові слова та словосполучення

1. Одиниці найважливіших величин.
2. Алгоритм обчислення рівняння реакції.

Робота з комп'ютером

1. Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал уроку та виконайте запропоновані завдання.
2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть бути додатковими джерелами, які розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа. Запропонуйте вчителю свою допомогу у підготовці нового уроку - зробіть повідомлення за ключовими словами та словосполученнями наступного параграфа.

Запитання та завдання

1. Який обсяг водню (н. у.) та кількість речовини солі утворюється при взаємодії соляної кислоти з 540 мг алюмінію, що містить 4% домішок?
2. Яка маса оксиду кальцію вийде при розкладанні 250 кг карбонату кальцію, що містить 20% домішок? Який обсяг (н. у.) оксиду вуглецю (IV) у своїй виділиться?
3. Скільки молекул кисню та який обсяг водню (н. у.) утворюється при розкладанні 180 г води?
4. Придумайте умову задачі, в якій необхідно використовувати наведене нижче рівняння, та розв'яжіть її:

   Н 3 Р0 5 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O.

5. Придумайте і розв'яжіть задачу, в умовах якої була б дана маса розчину речовини з певною масовою часткою розчиненої речовини, а потрібно знайти кількість речовини однієї з речовин і обсяг іншої. При складанні задачі використовуйте рівняння реакції:

   Zn+H2SO4=ZnSO4+Н2.

Урок присвячений продовженню вивчення теми «Рівняння хімічної реакції». В уроці розглядаються найпростіші розрахунки щодо рівняння хімічної реакції, пов'язані із співвідношенням кількостей речовин, що беруть участь у реакції.

Тема: Початкові хімічні уявлення

Урок: Рівняння хімічної реакції

1. Співвідношення кількостей речовин, що беруть участь у реакції

Коефіцієнти у рівнянні реакції показують як число молекул кожної речовини, а й співвідношення кількостей речовин, що у реакції. Так, за рівнянням реакції: 2H2 + O2 = 2H2O – можна стверджувати, що для утворення певної кількості води (наприклад, 2 моль) необхідно стільки ж моль простої речовини водню (2 моль) і вдвічі менше моль простої речовини кисню (1 моль) ). Наведемо приклади таких розрахунків.

2. Завдання 1

ЗАВДАННЯ 1. Визначимо кількість речовини кисню, що утворюється в результаті розкладання 4 моль води.

АЛГОРИТМ розв'язання задачі:

1. Скласти рівняння реакції

2. Скласти пропорцію, визначивши кількості речовин за рівнянням реакції та за умовою завдання (позначити невідому кількість речовини за хмоль).

3. Скласти рівняння (з пропорції).

4. Розв'язати рівняння, знайти х.

Мал. 1. Оформлення короткого умови та розв'язання задачі 1

3. Завдання 2ЗАВДАННЯ 2. Яка кількість кисню знадобиться для повного спалювання 3 моль міді?Скористаємося алгоритмом розв'язання задач із використанням рівняння хімічної реакції.

Мал. 2. Оформлення короткої умови та розв'язання задачі 2.

Уважно вивчіть алгоритми та запишіть у зошит, вирішіть самостійно запропоновані завдання

I. Використовуючи алгоритм, вирішіть самостійно такі завдання:

1. Обчисліть кількість речовини оксиду алюмінію, що утворився в результаті взаємодії алюмінію кількістю речовини 0,27 моль із достатньою кількістю кисню (4Al +3O 2 = 2Al2 O3).

2. Обчисліть кількість речовини оксиду натрію, що утворився в результаті взаємодії натрію кількістю речовини 2,3 моль з достатньою кількістю кисню(4Na + O2 = 2Na2 O).

Алгоритм №1

Обчислення кількості речовини за відомою кількістю речовини, що бере участь у реакції.

приклад. Обчисліть кількість речовини кисню, що виділилася в результаті розкладання води кількістю речовини 6 моль.

ІІ. Використовуючи алгоритм, вирішіть самостійно такі завдання:

1. Обчисліть масу сірки, необхідну для одержання оксиду сірки (IV) кількістю речовини 4 моль (S+O 2 =SO2).

2. Обчисліть масу літію, необхідного для одержання хлориду літію кількістю речовини 0,6 моль (2Li+Cl2 =2LiCl).

Алгоритм №2

Обчислення маси речовини за відомою кількістю іншої речовини, що бере участь у реакції.

Приклад: Обчисліть масу алюмінію, необхідного для одержання оксиду алюмінію кількістю речовини 8 моль.

ІІІ. Використовуючи алгоритм, вирішіть самостійно такі завдання:

1. Обчисліть кількість речовини сульфіду натрію, якщо реакцію з натрієм вступає сірка масою 12,8 г (2Na+S=Na2S).

2. Обчисліть кількість речовини міді, що утворюється, якщо в реакцію з воднем вступає оксид міді (II) масою 64 г (CuO + H2 = Cu + H2 O).

Уважно вивчіть алгоритм та запишіть у зошит

Алгоритм №3

Обчислення кількості речовини за відомою масою іншої речовини, що бере участь у реакції.

приклад. Обчисліть кількість речовини оксиду міді (I), якщо реакцію з киснем вступає мідь масою 19,2г.

Уважно вивчіть алгоритм та запишіть у зошит

IV. Використовуючи алгоритм, вирішіть самостійно такі завдання:

1. Обчисліть масу кисню, необхідну реакції з залізом масою 112 г

(3Fe + 4O2 = Fe3 O4).

Алгоритм №4

Обчислення маси речовини за відомою масою іншої речовини, що бере участь у реакції

приклад. Обчисліть масу кисню, необхідну згоряння фосфору, масою 0,31г.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РІШЕННЯ

1. Обчисліть кількість речовини оксиду алюмінію, що утворився в результаті взаємодії алюмінію кількістю речовини 0,27 моль із достатньою кількістю кисню (4Al +3O2 =2Al2 O3 ).

2. Обчисліть кількість речовини оксиду натрію, що утворився в результаті взаємодії натрію кількістю речовини 2,3 моль із достатньою кількістю кисню (4Na+O2 =2Na2 O).

3. Обчисліть масу сірки, необхідну для одержання оксиду сірки (IV) кількістю речовини 4 моль (S+O2 =SO2 ).

4. Обчисліть масу літію, необхідного для одержання хлориду літію кількістю речовини 0,6 моль (2Li+Cl2 =2LiCl).

5. Обчисліть кількість речовини сульфіду натрію, якщо реакцію з натрієм вступає сірка масою 12,8 г (2Na+S=Na2 S).

6. Обчисліть кількість речовини міді, що утворюється, якщо в реакцію з воднем вступає оксид міді (II) масою 64 г (CuO + H2 = Cu + H2 O).

ТРЕНАЖИРИ

Тренажер №1 - Аналіз рівняння хімічної реакції

Тренажер №6 - Стехіометричні розрахунки

РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

4. Хімічна реакція

Приклади вирішення типових завдань

ІІ.Розрахунки за рівняннями хімічних реакцій

Завдання 7. Який обсяг водню (н.у.) витратить на відновлення 0,4 моль хром(ІІІ) оксиду?

Дано:

Рішення

Запишемо рівняння реакції:

1. З написаного рівняння видно, що

2. Для знаходження об'єму водню скористаємося формулою

Відповідь: V (H 2) = 26,88 л.

Завдання 8. Яка маса алюмінію вступила в реакцію із хлоридною кислотою, якщо виділилося 2688 мл (н.у.) водню?

Дано:

Рішення

Запишемо рівняння реакції:

Складемо пропорцію: 54 г алюмінію відповідає 67,2 л водню, а х г алюмінію - 2, 688 л водню:

Відповідь: m (А l ) = 2,16 р.

Завдання 9. Який обсяг кисню необхідно використати, щоб спалити 120 м 3 суміші азоту та карбон(II) оксиду, якщо об'ємна частка азоту у суміші становить 40 %?

Дано:

Рішення

1. У вихідній суміші горить тільки карбон(II) оксид, об'ємна частка якого:

2. За формулою обчислимо об'єм карбон(II) оксиду в суміші:

3. Запишемо рівняння реакції та, використовуючи закон об'ємних відносин, проведемо розрахунок:

Відповідь: V(O 2 ) = 3 6 м 3 .

Завдання 10. Обчисліть об'єм газової суміші, яка утворюється внаслідок термічного розкладання 75,2 г купруму (ІІ) нітрату.

Дано:

Рішення

Запишемо рівняння реакції:

1. Розрахуємо кількість речовини купрум(ІІ) нітрату. M (Cu (NO 3 ) 2) = 188 г/моль:

2. Проводимо розрахунок кількості речовин газів, що утворюються за рівняннями реакції:

3. Обчислимо обсяг газової суміші. V M = 22,4 л/моль:

Відповідь: V (суміші) = 22,4 л.

Завдання 11. Який об'єм сульфур(І V ) оксиду можна отримати при випаленні 2,425 т цинкової обманки, масова частка цинку сульфіду в якій становить 80%?

Дано:

Рішення

1. Розрахуємо масу ZnS в цинковій обманці:

2. Складемо рівняння реакції, за яким і обчислимо об'єм SO 2 . M (ZnS ) = 97 г/моль, V M = 22,4 л/моль:

Відповідь: V (SO 2) = 448 м 3 .

Завдання 12. Обчисліть об'єм кисню, який можна отримати при повному термічному розкладанні 34 г розчину дигідрогену перекису з масовою часткою Н 2 O 2 30%.

Дано:

Рішення

1. Розрахуємо масу дигідрогену пероксиду в розчині. М(Н 2 O 2 ) = 34 г/моль:

2. Складемо рівняння реакції та проведемо по них розрахунок. V M = 22,4 л/моль:

Відповідь: V(O 2 ) = 3,36 л.

Завдання 13. Яку масу технічного алюмінію з масовою часткою домішок 3 % необхідно використовувати для добування 2,5 моль заліза із залізної окалини?

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції та розрахуємо масу чистого алюмінію, яку необхідно використовувати на реакцію:

2. Оскільки алюміній містить 3% домішок, то

3. З формули розрахуємо масу технічного алюмінію (тобто з домішками):

Відповідь: m (А l) Тех. = 61,9 р.

Завдання 14. Внаслідок нагрівання 107,2 г суміші калій сульфату та калій нітрату виділилося 0,1 моль газу. Обчисліть масу калій сульфату вихідної суміші солей.

Дано:

Рішення

1. Калій сульфат – речовина термічно стійка. Отже, при нагріванні розкладається лише нітрат калій. Запишемо реакцію, кладемо пропорцію, визначимо кількість речовини калію нітрату, що розклалася:

2. Обчислимо масу 0,2 моль калію нітрату. M (KNO 3 ) = 101 г/моль:

3. Обчислимо масу калій сульфату у вихідній суміші:

Відповідь: m(K 2 SO 4) = 87 р.

Завдання 15. При повному термічному розкладі 0,8 моль алюмінію нітрату одержали 35,7 г твердого залишку. Обчисліть відносний вихід речовини (%), що міститься у твердому залишку.

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції розкладання алюмінію нітрату. Складемо пропорцію, визначимо кількість речовини n (А l 2 O 3 ):

2. Розрахуємо масу оксиду, що утворився. М(А l 2 O 3 ) = 102 г/моль:

3. Розрахуємо відносний вихід А l 2 O 3 за формулою:

Відповідь: η (А l 2 O 3) = 87,5%.

Завдання 16. До розкладання нагріли 0,4 моль ферум(III) гідроксиду. Отриманий оксид відновили воднем та отримали 19,04 г заліза. Обчисліть відносний вихід заліза (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакцій:

2. За рівняннями складаємо стехіометричну схему та за пропорцією визначимо теоретичний вихід заліза n (Fe) т атаки. :

3. Обчислимо масу заліза, яку теоретично можна було б одержати, виходячи з проведених реакцій(M (Fe) = 56 г/моль):

4. Розрахуємо відносний вихід заліза:

Відповідь: η (Fe) = 85%.

Завдання 17. При розчиненні у воді 234 г калію отримали 56 л газу (н.у.). Обчисліть відносний вихід газу (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції та обчислимо обсяг водню, який теоретично, тобто. відповідно до рівняння реакції, можна отримати з даної маси калію:

Складемо пропорцію:

2. Обчислимо відносний вихід водню:

Відповідь: η (Н 2) = 83,3%.

Задача 18. При спалюванні 0,0168 м 3 ацетилену отримали 55 г карбон(І V ) оксиду. Обчисліть відносний вихід вуглекислого газу (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції горіння ацетилену, складемо пропорцію та обчислимо масу карбон(І V ) оксиду, яку можна одержати теоретично. V M = 22,4 л/моль, М(СО 2) = 44 г/моль:

2. Обчислимо відносний вихід карбон(І V) оксиду:

Відповідь: η(CO 2 ) = 83,3%.

Завдання 19. В результаті каталітичного окислення 5,8 моль аміаку отримали 0,112 м 3 оксиду нітроген(II). Обчисліть відносний вихід одержаного оксиду (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції каталітичного окислення аміаку, складемо пропорцію і обчислимо об'єм нітроген(І V ) оксиду, який теоретично можна отримати ( V M = 22,4 л/моль):

2. Розрахуємо відносний вихід нітроген(II) оксиду:

Відповідь: η(NO) = 86,2%.

Завдання 20. Крізь надлишок розчину гідроксиду калій пропустили 1,2 моль азот(І V ) оксиду. Отримали 0,55 моль калію нітрату. Обчисліть відносний вихід одержаної солі (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння хімічної реакції, складемо пропорцію та обчислимо масу калій нітрату, яку теоретично можна отримати:

2. Обчислимо відносний вихід калій нітрату:

Відповідь: η (KNO 3) = 91,7%.

Завдання 2 1 . Яку масу сульфату амоній можна видобути з 56 л аміаку, якщо відносний вихід солі становить 90 %.

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції та складемо пропорцію та обчислимо масу солі, яку теоретично можна отримати з 56 л NH 3 . V M = 22,4 л/моль M((NH 4) 2 S Про 4 ) = 132 г/моль:

2. Обчислимо масу солі, яку можна отримати практично:

Відповідь: m ((NH 4 ) 2 S О 4 ) = 148,5 г.

Завдання 22. Хлором повністю окислили 1,4 моль заліза. Яку масу солі одержали, якщо її вихід становить 95 %?

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції та проведемо розрахунок маси солі, яку можна отримати теоретично. M (FeCl 3 ) = 162,5 г/моль:

2. Розрахуємо масу FeCl 3 , яку отримали практично:

Відповідь: m (FeCl 3) прак. ≈ 216 р.

Завдання 23. До розчину, що містить 0,15 моль калій ортофосфату, долили розчин, у якому містилося 0,6 моль аргентум(І) нітрату. Визначте масу осаду, що утворився.

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції ( M (Ag 3 P O 4) = 419 г/моль):

З нього видно, що для реакції з 0,15 моль До 3 РО 4 потрібно 0,45 моль (0,15 · 3 = 0,45) аргентум(І) нітрату. Оскільки, згідно з умовою завдання, кількість речовини AgN У 3 становить 0,6 моль, саме цю сіль узято надлишку, тобто її частина залишається не використаною. Калій ортофосфат вступить у реакцію повністю, а тому вихід продуктів розраховуємо за його кількістю.

2. Складаємо пропорцію:

Відповідь: m (Ag 3 P O 4 ). = 62,85 р.

Завдання 24. У розчин, у якому містилося 58,4 г хлороводню, помістили 16,2 г алюмінію. Який обсяг газу (н.у.) виділився?

Дано:

Рішення

1. Обчислимо кількість речовини алюмінію та хлороводню. М(А l ) = 27 г/моль, М(НС l ) = 36,5 г/моль:

2. Запишемо рівняння реакції та встановимо речовину, яка взята у надлишку:

Розрахуємо кількість речовини алюмінію, яку можна розчинити у цій кількості соляної кислоти:

Отже, алюміній взятий у надлишку: кількість його речовини (0,6 моль) більша за необхідну. Об'єм водню розраховуємо за кількістю речовини хлороводню.

3. Обчислимо обсяг водню, що виділився. V M = 22,4 л/моль:

Відповідь: V (H 2) = 17,92 л.

Задача 25. Суміш, що містила 0,4 л ацетилену та 1200 мл кисню, призвели до умов реакції. Який об'ємкарбон(І V ) оксиду утворився?

Дано:

Рішення

Запишемо рівняння реакції:

Відповідно до закону об'ємних співвідношень, з наведеного рівняння випливає, що на кожні 2 обсяги З 2 Н 2 витрачається 5 обсягів O 2 з утворенням 4 обсягів карбон(І V ) оксиду. А тому спочатку визначимо речовину, яка є надлишком - перевіримо, чи вистачить кисню на спалювання ацетилену:

Оскільки за умовами завдання спалювання ацетилену взято 1,2 л, а потрібно 1л, робимо висновок, що кисень взятий у надлишку, а об'єм карбон(І V ) оксиду розраховуємо за обсягом ацетилену, скориставшись законом об'ємних співвідношень газів:

Відповідь: V(CO 2 ) = 0,8 л.

Задача 26. Суміш, що містить 80 мл сірководню та 120 мл O 2 , привели до умов реакції та отримали 70 мл сульфур(І V ) оксиду. Вимірювання обсягів газів проводили за однакових умов. Обчисліть відносний вихід сульфур(IV) оксиду (%).

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції горіння сірководню:

2. Перевіримо, чи вистачить кисню на спалювання 80 мл сірководню:

Отже, кисню вистачить, бо його взяли 120 мл у стехіометричній кількості. Надлишку однієїз речовин немає. А тому обсяг SO 2 можна розрахувати за будь-якою з них:

3. Обчислимо відносний вихід сульфур(І V) оксиду:

Відповідь: η (SO 2) = 87,5%.

Завдання 27. При розчиненні у воді 0,28 г лужного металу виділилося 0,448 л водню (н.у.). Назвіть металі вкажіть його протонне число.

Дано:

Рішення

1. Запишемо рівняння реакції(V M = 22,4 л/моль):

Складемо пропорцію та розрахуємо кількість речовини металу:

2. Обчислимо значення молярної маси металу, що вступив у реакцію:

Це Літій. Протонне число Літію - 3.

Відповідь: Z(Me) = 3.

Завдання 28. В результаті повного термічного розкладання 42,8 г гідроксиду тривалентного металевого елемента одержали 32 г твердого залишку. Вкажіть молярну масу металевого елемента.

Дано:

Рішення

1. Напишемо рівняння реакції у загальному вигляді:

Оскільки єдиною відомою речовиною цієї реакції є вода, розрахунки проводитимемо за масою води, що утворилася. Маючи закон збереження маси речовин, визначаємо його масу:

2. За рівнянням реакції проведемо розрахунок молярної маси гідроксиду металевого елемента. Молярнумасу гідроксиду Ме(ОН) 3 позначимо х г/моль (М(Н 2) O) = 18 г/моль):

3. Обчислимо значення молярної маси металевого елемента:

Це Ферум.

Відповідь: М(Ме) = 56 г/моль.

Завдання 29. Купрум(II) оксидом окислили 13,8 г насиченого одноатомного спирту та отримали 9,9 г альдегіду, відносний вихід якого становить 75 %. Назвіть спирт та вкажіть його молярну масу.

Дано:

Рішення

Найоптимальніший варіант запису формули насиченого одноатомного спирту для написання рівняння реакції його окиснення - це R - CH 2 OH , де R - алкільний заступник, загальна формула якого n Н 2 n +1 . Це зумовлено тим, що саме група СН 2 ВІНзмінюється під час реакції окислення, тобто перетворюється на альдегідну групу-СНО.

1. Запишемо рівняння реакції окислення спирту до альдегіду у загальному вигляді:

2. Обчислимо теоретичну масу альдегіду:

Для подальшого вирішення цього завдання можна використовувати 2 способи.

І метод (математичний метод, який передбачає виконання певної кількості арифметичних операцій).

Позначимо молярну масу алькільного заступника M (R) через х г/моль. Тоді:

Складемо пропорцію і обчислимо молярну масу алкільного заступника:

Отже, алкільний заступник - метил-СН 3 а спирт - етанол СН 3 -СН 2 -ВІН; М(З 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.

ІІ метод.

Обчислимо різницю молярних мас органічних продуктів відповідно до рівняння:

Відповідно до умови Δ m р = 13,8 – 13,2 = 0,6 (г).

Складемо пропорцію: якщо реакцію вступає 1 моль RCH 2 OH , то різниця мас становить 2 г, а якщо в моль RCH 2 OH , то різниця мас – 0,6 г.

За формулою розрахуємо молярну масу спирту:

Отже, результат той самий.

Відповідь: М(З 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.

Завдання 30 . При повному зневодненні 87,5 г кристалогідрату ферум(III) нітрату отримали 1,5 моль водяної пари. Встановіть формулу вихідної речовини.

Дано:

Рішення

1. Обчислимо масу 1,5 моль води, отриманої результаті реакції. М(Н 2 O) = 18 г/моль:

2. Виходячи із закону збереження маси, обчислимо масу солі, яку отримали при нагріванні кристалогідрату:

3. Розрахуємо кількість речовини Fe(NO 3) 3 . M (Fe (NO 3 ) 3 ) = 242 г/моль:

4. Обчислимо співвідношення кількостей речовини безводної солі та води:

На 0,25 моль солі припадає 1,5 моль води на 1 моль солі-х моль:

Відповідь: формула кристалогідрату - Fe (NO 3) 3 · 6Н2O.

Завдання 31. Обчисліть об'єм кисню, необхідний для спалювання 160 м 3 суміші карбон(II) оксиду, азоту та етану, якщо об'ємні частки компонентів суміші відповідно становлять 50,0, 12,5 та 37,5 %.

Дано:

Рішення

1. За формулою обчислимо обсяги горючих компонентів, а самекарбон(II) оксиду та етану (зауважимо, що азот не горить):

2. Напишемо рівняння реакцій горіння СО та С 2 Н 6:

3. Скористаємося законом об'ємних співвідношень газів та проведемо розрахунок обсягів кисню за кожнимз рівнянь реакцій:

4. Обчислимо сумарний обсяг кисню:

Відповідь: V (Про 2) = 250 м 3 .

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа

середня загальноосвітня школа №1

с. Чермен Приміського району РСО-Аланія

Відкритий урок з хімії

у 8-му класі на тему:

«РОЗРАХУНКИ ЗА ХІМІЧНИМИ РІВНЯННЯМИ»

підготувала

вчитель хімії

Цаболова Фіалета Тарасівна

с. Чермен 2015 рік

Розрахунки з хімічних рівнянь

Цілі уроку:

навчити учнів проводити розрахунки з хімічних рівнянь,

сприяти в ході уроку повторенню уявлень про хімічне рівняння, про реакції розкладання, заміщення, сполуки, обміну,

розглянути умови перебігу реакцій.

Хід уроку

1. Організаційний момент

Урок починається з фронтального опитування:

Що називається хімічною реакцією?

Чим відрізняється хімічна реакція від фізичного явища? Навести приклади хімічних реакцій та фізичних явищ?

Що таке хімічне рівняння?

Які типи хімічних реакцій ви знаєте?

Що називається реакцією сполуки? Приклади навести.

Які реакції називаються реакціями розкладання? приклади.

Що називається реакцією заміщення? приклади.

Які реакції називаються обмінними? За яких умов обмінні реакції протікають остаточно?

Якими є правила «зрівнювання» хімічних реакцій?

Якими формулами користуються для знаходження кількості речовини?

Чи сформулюйте закон збереження маси речовин?

2. Розрахунки за рівняннями хімічних реакцій

Нагадати учням, що вони вже вміють робити розрахунки за формулами, знаходити при цьому кількість речовини, масу та об'єм сполуки.

За формулами хімічних сполук ви можете розраховувати масові частки елементів. Сьогодні ми навчимося розраховувати ці дані щодо рівнянь хімічних реакцій. Протягом одного уроку не можна навчитися вирішення завдань різних типів. Але на цьому уроці ми намагатимемося розібрати найбільш раціональний запис розв'язання хімічних завдань.

Далі пояснити, що хімічне рівняння показує як якісну бік процесу, але (що дуже важливо) кількісну його бік. Далі розглянути та розібрати з учнями алгоритм розв'язання задач.

У першу чергу потрібно вивчати учнів короткого запису умов найлегший варіант завдання на одну дію.

Завдання 1: Який обсяг водню (н.у.) можна одержати при взаємодії 36,5г 10% ного розчину соляної кислоти з цинком? Скільки іонів солі утворюється у цій реакції?

ІІ. Зробити короткий запис умови завдання за схемою:

Дано (н.у.): Рішення:

m розчину (HCl) = 36,5г

W(HCl) = 10% = 0,1

V(H 2) − ? (л)

ІІІ. Розв'язати завдання з пам'ятки:

1. Якщо речовина дана у вигляді суміші (розчину), знайти масу (обсяг) чистої речовини за формулами:

а) m в-ва = б) m в-ва= в)

m(HCl) = 36,5∙0,1 = 3,65г

2. Для речовини у чистому вигляді даніза умовою завдання, невиражені в молях,перевести до кількості речовиниза формулами:

а) якщо це маса речовини: n =де (M)=(Mr) або (M)=(Аr)

б) якщо це обсяг речовини: n = ,значення V m наведено у таблиці 1

в) якщо це число частинок: n= , значення N aнаведено у таблиці 1

Mr(HCl)=1+35,5=36,5 = M(HCl)=36,5 = n(HCl)= = 0,1

3. Скласти рівняння хімічної реакції. Обов'язковоперевірити правильність розміщення коефіцієнтів:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

4. Записати дані вираженів молях рівняння реакції:

а)дані за умовою завдання (відомі та невідомі) записати над формулами відповідних речовин з одиницями виміру.

0,1 моль x моль у моль

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

б)дані за рівнянням реакції записати під формулами речовин (кількість речовини визначити за коефіцієнтами перед формулами відповідних речовин).

Zn+ 2 HCl = 1 ZnCl 2 + 1 H 2

2 моль 1 моль 1 моль

5. Скласти та вирішити пропорцію:

а) лівучастину пропорції записати по одній речовині;

б) правучастину пропорції записати за іншою речовиною;

в) одна з частин пропорції (ліва чи права) має містити відомі величини.

0,1 моль x моль у моль

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2 моль 1 моль 1 моль

1 пропорція: 2 пропорція:

(HCl) (ZnCl 2) (HCl) (H 2)

х= = 0,05 моль у= = 0,05 моль

6. Співвіднести отримані дані з умовою завдання.Використовувати формули перекладу для знаходження величини:

а) маса речовини: m = n∙M ;

б) обсяг речовини: V = n∙V m

в) кількість частинок (молекул, атомів, іонів) N = n∙N a

x= 0,05 моль = n(ZnCl 2), а треба і N(ZnCl 2) = за формулою ( в)

у= 0,05 моль = n(H 2), а треба V(H 2) = за формулою ( б)

N(ZnCl 2) = 0,05∙6,02 ∙ 10 23 = 0,301 ∙ 10 23 =3,01 ∙ 10 22 (молекул);

V(H 2) = 0,05∙22,4 = 1,12

IV Записати відповідь задачі.

Відповідь: V(H 2) = 1,12; N(ZnCl 2) = 3,01 ∙ 10 22 (іонів)

Таблиця 1.Співвідношення деяких фізико-хімічних величин та їх одиниць

Завдання 2: Розрахуйте об'єм водню (н.у.), який буде потрібний для взаємодії з 230 кг оксиду заліза (ІІІ). Обчисліть кількість речовини води, яка утворюється.

Дано: Рішення:

m(Fe 2 O 3)=230кг 1. Запишемо рівняння хімічної реакції:

V(H 2) -?

n(H 2 O) -? 2. Запишемо відомі та невідомі числові значення над формулами речовин у рівнянні.

Оскільки маса дана в кілограмах, то обсяг знаходимо в кубічних метрах, а кількість речовини – у кіломолях. І тоді:

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

де х – обсяг водню V(H2), y – кількість речовини води n(H2O).

3. а)Знайдемо задану хімічним рівнянням масу 1кмоль Fe 2 O 3 і запишемо отримане значення під його формулою:

Мr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,

М(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

б) Знайдемо заданий рівнянням об'єм 3 кмоль водню V = Vm*n, запишемо під формулою водню знайдене значення: V(3H 2) = 22,4 м 3 /кмоль * 3 кмоль = 67,2 м 3 .

в) Під формулою води вкажемо її кількість, задану рівнянням, - 3 кмоль.

Рівняння набуває вигляду

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

160кг 67,2 м 3 3 кмоль

4. Складемо і вирішимо пропорції:

а) 230 = х, х = 230 * 67,2 = 201,6 (м 3) - обсяг водню V (H 2)

б) 230 = y, y = 230*3 = 9 (кмоль) – кількість речовини води n(H 2 O).

Завдання 3: Знайти масу сульфату барію, одержаного при взаємодії 980 г 5% сірчаної кислоти з нітратом барію.

Важливо домогтися розуміння учнями те, що відношення числа реагуючих речовин і продуктів реакції, виражене у рівнянні реакції коефіцієнтами, є водночас ставлення числа молей. Відношення числа молекул реагуючих речовин відповідає відношенню числа молей цих речовин, так як в 1 молі різних речовин міститься однакове число молекул, що дорівнює .

Висновки : Отже, сьогодні ми приступили до вирішення розрахункових завдань з хімічних рівнянь Ми розглянули найпростіші завдання, їхній алгоритм вирішення. За яким способом ви вирішуватимете завдання, виберіть самі. Важливо, щоб було розуміння та правильний перебіг міркувань. Відтепер ми до кінця 11 класу зіштовхуватимемося з вирішенням задач, познайомимося з різними варіантами та типами хімічних завдань.

3. Підсумок уроку

Сьогодні на уроці ми з вами навчилися проводити розрахунки за допомогою хімічних рівнянь. Потім прокоментувати оцінки та дати домашнє завдання.

4. Домашнє завдання: повторити упр.1,2

Методична розробка уроку (2 години)

Розрахунки з хімічних рівнянь

Хапугіна Поліна Іванівна,
вчитель хімії ГБОУ ЗОШ 277
Кіровського району Санкт-Петербурга

Цілі уроку: Навчити восьмикласників проводити розрахунки за хімічними рівняннями: знаходити кількість, масу та обсяг продуктів реакції за кількістю, обсягом та масою вихідних речовин.

Хід уроку:

Перш ніж перейти до вивчення нової теми, нам необхідно згадати вже відомі вам величини і формули. Згадати типи хімічних реакцій. А також ви вже вмієте складати хімічні рівняння та зрівнювати їх. Давайте перевіримо ваші знання, для цього виконаємо наступний тест на оцінку.(зміст тесту можна переглянути на моєму особистому сайті в папці файли та фотографії)

Пояснення вчителя:

1. Перш ніж навчитися робити розрахунки за хімічними рівняннями необхідно ще раз згадати вже відомі нам формули знаходження кількість речовини, маси та обсягу речовин, за одне ви зможете перевірити себе після виконаної вами роботи. Для цього звернемося до наступної презентації, яка допоможе відновити наші знання у пам'яті. Презентація №1.

Запишіть вже відомі вам формули у зошит:

n-кількість речовини (моль)

m- маса речовини (г)

М - молярна маса (г/моль)

V-обсяг газу (л)

V m - молярний об'єм = 22,4 л/моль

n = m/M; m = n.M

n = V / V m; V = n.V m

2. Тепер, ми маємо зрозуміти, що хімічне рівняння показує як якісну (перетворення речовин) бік процесу, а й кількісну бік його. Для цього звернемося до наступної Презентації №2(презентацію можна переглянути на моєму особистому сайті в папці файли та фотографії)

Запишіть у зошит:

Коефіцієнт у рівнянні реакції свідчить про кількість частинок, а число частинок своє чергу визначає кількість молей!

2Н₂ + Про₂ = 2Н₂ Про

Число частинок 2 молекули 1 молекул 2 молекули

Кількість ↓ ↓ ↓

речовини,n2 моль 1 моль 2 моль

2 Fe(OH)3 = Fe2 O3 + 3 H2 O

↓ ↓ ↓

n= 2моль 1моль 3моль

3. Наступний етап, який ми маємо розібрати – це вміння складати за рівнянням реакції пропорцію, а також вирішити її. Для цього звернемося до наступної Презентація 3.(презентацію можна переглянути на моєму особистому сайті в папці файли та фотографії)

Запишіть у зошит:

Відомо за умовою: 2 моль Х моль (числитель)

4P + 5O₂ = 2P₂ O₅

Відомо за рівнянням: 4 моль 5 моль 2 моль (знаменник)

Складемо і вирішимо пропорцію:

2 моль Х моль

_______ = _______

4 моль 2 моль

Х моль = 2 моль. 2 моль= 1 моль

4 моль

Х =n(P₂ O₅ )= 1 моль

4. Переходимо до розв'язання задач із використанням рівнянь хімічних реакцій. Для того, щоб вирішити розрахункову задачу з хімії, необхідно скористатися наступним алгоритмом – зробити п'ять кроків. Презентація 4. (презентацію можна переглянути на моєму особистому сайті в папці файли та фотографії) Підручник стор.

У зошит:

Учням лунає вже готовий алгоритм рішення, для вклеювання в зошит.

Алгоритм розв'язування розрахункових задач із використанням рівнянням хімічних реакцій:

1. Скласти рівняння хімічної реакції (тобто обов'язково - розставити коефіцієнти!)

2. Над відповідними формулами в рівнянні записати кількісні дані про речовини з одиницями виміру, які відомі або їх можна розрахувати, виходячи з умови завдання, та шукану величину Х також з одиницями виміру.

3. Під цими формулами записати відповідні кількісні величини, що задаються самим рівнянням, також з одиницями виміру.

4. Скласти та вирішити пропорцію.

5. Оформити відповідь.

5. Розв'яжемо завдання.

Розрахуйте масу води, яка утворюється в результаті взаємодії 0,5 моль оксиду алюмінію із сірчаною кислотою при нагріванні.

Прочитайте завдання.

Запишіть умову завдання. (Дано, знайти.)

У зошит: (учні записують рішення під пояснення вчителя згідно Презентації 5 ) (презентацію можна переглянути на моєму особистому сайті в папці файли та фотографії)

Дано:

n(Al₂O₃)=0,5 моль

_________________

Знайти:

Рішення:

n=0,5 моль Х моль

Al₂ O₃ +3 H₂ SO₄ = Al₂ (SO₄ ) ₃ +3 H₂ O

n= 1 моль 3 моль

М = 102 г/моль 18 г/моль

Розрахунок молекулярної маси:

Мr(Al₂O₃)= 2.27+3.16= 54+48=102

Мr(H₂O)= 2.1+16=18

Скласти та вирішити пропорцію.

0,5 моль = Х моль

1 моль 3 моль

Х моль =n(H₂ O) = 0,5 моль. 3 моль= 1,5 моль

1 моль

Знайдемо масу води.

m(H₂ O) = n(H₂ O) . M(H₂ O)

m(H₂ O) = 1,5 моль.18 г/моль = 27 г

Відповідь:m(H₂ O) = 27 г

6. Розв'яжіть завдання самостійно.

Два учні викликаються до дошці, на вирішення оцінку.

1. Визначте об'єм хлору (н.у.), необхідний для одержання 634 г хлориду алюмінію за рівнянням: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Відповідь: 159, 6 л

2. Розрахуйте кількість речовини та масу літію, необхідного для реакції з киснем масою 128 г за рівнянням: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Відповідь: 16 моль, 112 г

7. Домашнє завдання.

Завдання.

Знайти масу оксиду цинку, що утворюється при взаємодії 13г цинку з киснем.