Алгоритм решения задач по уравнению химической реакции

РАСЧЕТЫМАССЫВЕЩЕСТВА ИЛИ ОБЪЕМА ГАЗОВ ПО ИЗВЕСТНОМУ КОЛИЧЕСТВУ ВЕЩЕСТВА, МАССЕ ИЛИ ОБЪЕМУ ОДНОГО ИЗ УЧАСТВУЮЩИХ В РЕАКЦИИ ВЕЩЕСТВ

Основой для проведения количественных расчетов в химии является закон сохранения масс.

Согласно этому закону, масса реагентов равна массе продуктов реакции.

Вещества, которые вступили в реакцию, называются реагентами, а получившиеся — продуктами.

При написании уравнений химических реакций надо следить за соблюдением этого закона. Число атомов элемента в левой и правой частях реакций должно быть одинаковым, так как атомные частицы в химических превращениях неделимы и никуда не исчезают, а лишь переходят из одного вещества в другое. Сущность химической реакции – разрыв одних связей и образование других связей.

Для решения расчетных задач по химическим уравнениям можно использовать два способа: через пропорцию или через количество вещества.

Для определения массы (или количества вещества) продуктов реакции или исходных веществ по уравнениям химических реакций вначале составляют уравнение химической реакции и устанавливают стехиометрические коэффициенты; затем определяют молярную массу, массу и количество вещества известных реагентов химической реакции; составляют и решают пропорцию, в которую в зависимости от условий задачи вводят числовые значения величин: молярные массы, массы, количества веществ или их объемы (для газов).

При этом в одном столбце пропорций должны находиться одинаковые характеристики вещества с одной и той же размерностью.

Повторение ранее изученного материала

Атом – частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Количество вещества – это порция данного вещества, содержащая определенное число его структурных единиц. Химическое количество вещества обозначают латинской буквой n. В российских и советских источниках часто встречается обозначение ν. Это одна из семи основных физических величин Международной системы единиц (СИ).

Стехиометрические коэффициенты – Это значение, которые стоят перед формулой определенного вещества в химическом уравнении, этот коэффициент отражает количество веществ, которые участвуют в конкретной химической реакции.

Алгоритм решения задач по уравнению химической реакции

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ	ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ДЕЙСТВИЙ
1. НА НАХОЖДЕНИЕ МАССЫВЕЩЕСТВА
1.1 метод пропорций
1.Прочитайте текст задачи.	Какая масса гидроксида натрия необходима для реакции с 68,6 г ортофосфорной кислоты с образованием средней соли?
2.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений.	2.Дано: m (H3PO4) = 68,6 г m (NaOH) =?
3. Запишите уравнение реакции	3.Решение: 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
4. Над формулами записать, что известно по условию задачи	Х г 68,6 г 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
5. Под уравнением записываем то, что следует из уравнения реакции с учётом условий задачи (находим массы гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты). (ν – коэффициенты перед соответствующими веществами)	Mr (NaOH) = Ar(Na) + Ar(O) + Ar(H) = 23 + 16 + 1 = 40 M (NaOH) = 40 г/моль   m (NaOH) = ν · M = 3 моль · 40 г/моль = 120 г Mr (H3PO4) = 3Ar(H) + Ar(P) + 4Ar(O) = 3 · 1 + 31 + 4 · 16 = 98 M (H3PO4) = 98 г/моль m (H3PO4) = ν · M = 1 моль · 98 г/моль = 98 г   Х г 68,6 г 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O 120 г 98 г
6. Составляем пропорцию и производим расчёт
1.2 Количественный метод
1.Прочитайте текст задачи.	Какая масса гидроксида натрия необходима для реакции с 68,6 г ортофосфорной кислоты с образованием средней соли?
2.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений.	2.Дано: m (H3PO4) = 68,6 г m (NaOH) =?
3. Запишите уравнение реакции	3.Решение: 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
4. Рассчитать молярные массы гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты	Mr (NaOH) = Ar(Na) + Ar(O) + Ar(H) = 23 + 16 + 1 = 40 M (NaOH) = 40 г/моль Mr (H3PO4) = 3Ar(H) + Ar(P) + 4Ar(O) = 3 · 1 + 31 + 4 · 16 = 98 M (H3PO4) = 98 г/моль
5. Рассчитать количество ортофосфорной кислоты по формуле
6. Записать в уравнении данные по условию уравнения и полученные величины над формулами, под формулам - количество данных веществ (ν – коэффициенты перед соответствующими веществами)	Х моль 0,7 моль 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O 3 моль 1 моль
7. Составить и решить пропорцию
8. По формуле найти массу гидроксида натрия	m (NaOH) = ν · M = 2,1 моль · 40 г/моль = 84 г
9. Записать ответ	Ответ: m (NaOH) = 84 г
2. НА НАХОЖДЕНИЕ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА
2.1 Метод пропорций
1.Прочитайте текст задачи.	Какой объём газа выделится при взаимодействии 6,5 г цинка с избытком раствора серной кислоты?
2.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений.	2.Дано: m (Zn) = 6,5 г V(Н2) =?
3. Запишите уравнение реакции	3.Решение: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
4. Над формулами записать, что известно по условию задачи	6,5 г Х л Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
5. Вычислить массу цинка и объём водорода по уравнению реакции	Mr (Zn) = Ar(Zn) = 65 M (Zn) = 65 г/моль m (Zn) = ν · M = 1 моль · 65 г/моль = 65 г V = ν · Vm = 1 моль · 22,4 л/моль = 22,4 л
6. Полученные величины записать под соответствующими формулами	6,5 г Х л Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 65 г 22,4 л
7. Составить и решить пропорцию
2.2 Количественный метод
выполнить 1 – 3
4. Рассчитать количество цинка	Mr (Zn) = Ar(Zn) = 65 M (Zn) = 65 г/моль
5. Полученную величину записать в уравнение над формулой цинка, под формулами количество вещества по уравнению реакции (коэффициенты перед формулами)	0,1 моль Х моль Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 1 моль 1 моль
6. Составить пропорцию и решить
7. По формуле найти объём выделившегося газа	Vm = 22,4 л/моль V = ν · Vm V(H2) = 0,1 моль · 22,4 л/моль = 2,24 л
Записать ответ	Отсвет: V(H2) = 2,24 л
3. НА НАХОЖДЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА
3.1 Метод пропорций
1.Прочитайте текст задачи.	Какое количество вещества алюминия реагировало с избытком соляной кислоты, если в ходе реакции выделилось 13,44 л (н.у.) водорода?
2.Запишите условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений.	2.Дано: V (Н2) = 13,44 л н.у. ν (Al) =?
3. Запишите уравнение реакции	3 Решение: Al + HCl = AlCl3 + H2↑
4. Над формулами записать, что известно по условию задачи	Х моль 13,44 л 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
5. По формуле вычислите объём водорода (по уравнению реакции)	V = ν · Vm V(H2) = 3 моль · 22,4 л/моль = 67,2 л
6. Под формулами записать рассчитанный объём водорода и количество алюминия по уравнению реакции (коэффициент перед формулой)	Х моль 13,44 л 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ 2 моль 67,2 л
7. Составить пропорцию и решить
3.2 Количественный метод
выполнить пункты 1 - 3
4. Рассчитать количество водорода
5. Над формулами записать, что известно и что надо найти	Х моль 0,6 моль 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
6. Под формулами записать количество водорода и количество алюминия по уравнению реакции (коэффициент перед формулой)	Х моль 0,6 моль 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ 2 моль 3 моль
7. Составить пропорцию и решить
Записать ответ	Ответ: ν (Al) = 0,4 моль