Задачи с химическими уравнениями способы решения

решение задач по химическим уравнениям
методическая разработка по химии (8 класс)

В данном пособии пошагово рассмотрен алгоритм решения расчетных задач в 8 класс: вычисление массы и объема вещества по химическому уравнению. Предложены варианты проверочной работы.

Скачать:

Вложение	Размер
reshenie_zadach_po_himicheskim_uravneniyam.docx	19.04 КБ

Предварительный просмотр:

Учитель : Батырева Л.В. ( эл. почта lvbatyreva@mail.ru )

Тема урока: Решение задач по химическим уравнениям

Сегодня мы вспомним решение задач по уравнениям. Прочитайте методические указания и попробуйте решить один из предложенных вариантов

Методические указания для учащихся

Пример 1. Найдите массу и объем кислорода (н.у.), который необходим для полного сжигания 4г серы.

Записываем условие задачи:

Решение: Записываем уравнение горения серы

Записываем данные задачи в уравнении:

1 моль 1моль ( число молей равно коэффициенту перед формулой)

Находим количество известного вещества( в данном случае – серы):

Формула: n = m/M, где n- количество вещества, моль

m – масса вещества, г

М – молярная масса вещества, г/моль

М(S) = 32 г/моль (из таблицы)

n(S)= 4: 32 = 0,125 (моль)

Записываем в виде пропорции соотношение реагирующих веществ:

n(S) : n(O 2 ) = 1моль : 1моль

Находим количество искомого вещества –О 2 :

0,125 моль : х = 1моль : 1моль

Находим массу кислорода по формуле: m = n *M M (O 2 ) = 32г/моль

m(O 2 ) = 0,125 * 32 = 4(г)

Объем кислорода (V) найдем по формуле: V = nV m , где V m – молярный объем. Для любых газов( при н.у.) : V m =22,4 л/моль

V(O 2 ) = 0,125 * 22,4 = 2,8(л)

Ответ: V(O 2 ) = 2,8л m(O 2 ) = 4г

Практическая работа «Расчеты по химическим уравнениям»

1. Найдите массу кислорода, который выделится при разложении 72 г воды. ( Ответ: 64г)
2. Найдите объем водорода, который вступит в реакцию с 7 г азота N 2 , если в результате получается аммиак NH 3 . (Ответ:16,8 л)
3. Сколько л аммиака получится в результате этой реакции? ( Данные возьмите из задачи №2)

1. Найдите массу магния, который вступит в реакцию с 44, 8 л кислорода, измеренного при н.у.? (Ответ: 96г)
2. Найдите объем водорода, который выделится при взаимодействии 13 г цинка с серной кислотой? (Ответ: 4, 48 л)
3. Сколько граммов серной кислоты потребуется для растворения всего этого цинка?( см. задачу №2)

1. Найдите массу водорода который вступит в реакцию с 16г серы, если получается сероводород H 2 S ? (Ответ: 1 г)
2. Какой объем кислорода потребуется для сгорания 448л метана СН 4 , если образуются вода и углекислый газ? ( Ответ: 896л)
3. Сколько литров СО 2 образуется в задаче №2?

Желающие могут прислать решение выбранного варианта на оценку на мою электронную почту

Источник

Задачи с химическими уравнениями способы решения

ЗАДАЧА: Вычислите массу кислорода, выделившегося в результате разложения порции воды массой 9 грамм.

Алгоритм № 2. Вычисление объема вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции.

ЗАДАЧА: Вычислите объем кислорода (н.у.), выделившегося в результате разложения
порции воды массой 9 г.

Алгоритм № 3. Расчет по химическому уравнению объемных отношений газов

ЗАДАЧА: Вычислите объем кислорода, необходимого для сжигания порции ацетилена объемом 50 л.

Алгоритм № 4. Вычисление относительной плотности газа по другому газу

ЗАДАЧА: Вычислите плотность кислорода а) по водороду; 6) по воздуху.

Алгоритм № 5. Вычисление массовой доли вещества в растворе

ЗАДАЧА: При выпаривании раствора массой 500 г образовалось 25 г кристаллической соли — хлорида натрия. Вычислите массовую долю соли в исходном растворе.

Алгоритм № 6. Вычисление массы вещества в растворе по массе раствора и массовой доле растворенного вещества.

ЗАДАЧА: Вычислите массу гидроксида натрия, необходимого для приготовления 400 г 20%-ного раствора гидроксида натрия.

Алгоритм № 7. Расчеты по термохимическим уравнениям. Вычисление количества теплоты по известной массе вещества.

ЗАДАЧА: По термохимическому уравнению 2Сu + O₂ = 2СuO + 310 кДж вычислите количество теплоты, выделившейся в результате окисления порции меди массой 16 г.

Алгоритм № 8. Расчеты по термохимическим уравнениям. Вычисление массы вещества по известному количеству теплоты.

ЗАДАЧА: По термохимическому уравнению С + O₂ = СO₂ + 412 кДж вычислите массу сгоревшего угля, если количество теплоты, выделившееся в результате реакции, составляет 82,4 кДж .

Алгоритм № 9. Расчеты по химическим уравнениям, если одно из реагирующих веществ дано в избытке.

ЗАДАЧА: Смешали два раствора, один из которых содержал 33,3 г хлорида кальция, а другой — 16,4 г фосфата натрия. Вычислите массу образовавшегося фосфата кальция.

Вы смотрели Справочник по химии «Алгоритмы решения типовых задач». Выберите дальнейшее действие:

Источник

Как решать задачи по химии, готовые решения

Методика решения задач по химии

При решении задач необходимо руководствоваться несколькими простыми правилами:

1. Внимательно прочитать условие задачи;
2. Записать, что дано;
3. Перевести, если это необходимо, единицы физических величин в единицы системы СИ (некоторые внесистемные единицы допускаются, например литры);
4. Записать, если это необходимо, уравнение реакции и расставить коэффициенты;
5. Решать задачу, используя понятие о количестве вещества, а не метод составления пропорций;
6. Записать ответ.

В целях успешной подготовки по химии следует внимательно рассмотреть решения задач, приводимых в тексте, а также самостоятельно решить достаточное число их. Именно в процессе решения задач будут закреплены основные теоретические положения курса химии. Решать задачи необходимо на протяжении всего времени изучения химии и подготовки к экзамену.

Вы можете использовать задачи на этой странице, а можете скачать хороший сборник задач и упражнений с решением типовых и усложненных задач (М. И. Лебедева, И. А. Анкудимова): скачать.

Моль, молярная масса

Молярная масса – это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е.

где М(х) – молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, ν(x) – количество вещества Х. Единица СИ молярной массы – кг/моль, однако обычно используется единица г/моль. Единица массы – г, кг. Единица СИ количества вещества – моль.

Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основную формулу:

где V(x) – объем вещества Х(л), V_m – молярный объем газа (л/моль), N – число частиц, N_A – постоянная Авогадро.

1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.

Решение. Молярная масса иодида натрия составляет:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г/моль

Определяем массу NaI:

m(NaI) = ν(NaI)•M(NaI) = 0,6 • 150 = 90 г.

2. Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия Na₂B₄O₇ массой 40,4 г.

Решение. Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества Na₂B₄O₇:

Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: ν(B)= 4 • ν (Na₂B₄O₇)=4 • 0,2 = 0,8 моль.

Расчеты по химическим формулам. Массовая доля.

Массовая доля вещества – отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. ω(Х) =m(Х)/m, где ω(X)– массовая доля вещества Х, m(X) – масса вещества Х, m – масса всей системы. Массовая доля – безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах. Например, массовая доля атомного кислорода составляет 0,42, или 42%, т.е. ω(О)=0,42. Массовая доля атомного хлора в хлориде натрия составляет 0,607, или 60,7%, т.е. ω(Cl)=0,607.

3. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl₂ • 2H₂O.

Решение: Молярная масса BaCl₂ • 2H₂O составляет:

М(BaCl₂ • 2H₂O) = 137+ 2 • 35,5 + 2 • 18 =244 г/моль

Из формулы BaCl₂ • 2H₂O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль Н₂О. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl₂ • 2H₂O:

m(H₂O) = 2 • 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl₂ • 2H₂O.

4. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag₂S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано: m(Ag )=5,4 г; m = 25 г.

Решение: определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите: ν(Ag ) =m(Ag )/M(Ag ) = 5,4/108 = 0,05 моль.

Из формулы Ag₂S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра. Определяем количество вещества аргентита:

ν( Ag₂S)= 0,5 • ν (Ag) = 0,5 • 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

Вывод формул соединений

5. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40,5%.

Найти: формулу соединения.

Решение: для расчетов выбираем массу соединения, равную 100 г, т.е. m=100 г. Массы калия, марганца и кислорода составят:

m (К) = m ω(К); m (К) = 100 • 0,247= 24,7 г;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) =100 • 0,348=34,8 г;

m (O) = m ω(O); m (O) = 100 • 0,405 = 40,5 г.

Определяем количества веществ атомных калия, марганца и кислорода:

ν(К)= m(К)/ М( К) = 24,7/39= 0,63 моль

ν(Mn)= m(Mn)/ М( Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 моль

ν(O)= m(O)/ М(O) = 40,5/16 = 2,5 моль

Находим отношение количеств веществ:

ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63 : 0,63 : 2,5.

Разделив правую часть равенства на меньшее число (0,63) получим:

ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 1 : 1 : 4.

Следовательно, простейшая формула соединения KMnO₄.

6. При сгорании 1,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Найти молекулярную формулу вещества, если его плотность по водороду равна 39.

Найти: формулу вещества.

Решение: Предположим, что искомое вещество содержит углерод, водород и кислород, т.к. при его сгорании образовались СО₂ и Н₂О. Тогда необходимо найти количества веществ СО₂ и Н₂О, чтобы определить количества веществ атомарных углерода, водорода и кислорода.

Определяем количества веществ атомарных углерода и водорода:

ν(Н)= 2•ν(Н₂О); ν(Н)= 2 • 0,05 = 0,1 моль.

Следовательно, массы углерода и водорода будут равны:

m(С) = ν( С) • М(С) = 0,1• 12 = 1,2 г;

m(Н) = ν( Н) • М(Н) = 0,1• 1 =0,1 г.

Определяем качественный состав вещества:

m(в-ва) = m(С) + m(Н) = 1,2 + 0,1 = 1,3 г.

Следовательно, вещество состоит только из углерода и водорода (см. условие задачи). Определим теперь его молекулярную массу, исходя из данной в условии задачи плотности вещества по водороду.

М(в-ва) = 2 • Д_Н2 = 2 • 39 = 78 г/моль.

Далее находим отношение количеств веществ углерода и водорода:

Разделив правую часть равенства на число 0,1, получим:

Примем число атомов углерода (или водорода) за «х», тогда, умножив «х» на атомные массы углерода и водорода и приравняв эту сумму молекулярной массе вещества, решим уравнение:

12х + х = 78. Отсюда х= 6. Следовательно, формула вещества С₆Н₆ – бензол.

Молярный объем газов. Законы идеальных газов. Объемная доля.

Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е.

где V_m – молярный объем газа — постоянная величина для любого газа при данных условиях; V(X) – объем газа Х; ν(x) – количество вещества газа Х. Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении р_н= 101 325 Па ≈ 101,3 кПа и температуре Тн= 273,15 К ≈ 273 К) составляет V_m= 22,4 л/моль.

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

Где p – давление; V – объем; Т- температура в шкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия.

Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли – отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е.

где φ(Х) – объемная доля компонента Х; V(X) – объем компонента Х; V — объем системы. Объемная доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах.

7. Какой объем займет при температуре 20 о С и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?

Дано: m(NH₃)=51 г; p=250 кПа; t=20 o C.

Решение: определяем количество вещества аммиака:

Объем аммиака при нормальных условиях составляет:

Используя формулу (3), приводим объем аммиака к данным условиям [температура Т= (273 +20)К = 293 К]:

8. Определите объем, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород, массой 1,4 г и азот, массой 5,6 г.

Решение: находим количества вещества водорода и азота:

Так как при нормальных условиях эти газы не взаимодействуют между собой, то объем газовой смеси будет равен сумме объемов газов, т.е.

Расчеты по химическим уравнениям

Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. Однако в реальных химических процессах из-за неполного протекания реакции и различных потерь веществ масса образующихся продуктов часто бывает меньше той, которая должна образоваться в соответствии с законом сохранения массы веществ. Выход продукта реакции (или массовая доля выхода) – это выраженное в процентах отношение массы реально полученного продукта к его массе, которая должна образоваться в соответствии с теоретическим расчетом, т.е.

Где η– выход продукта, %; m_p(X) — масса продукта Х, полученного в реальном процессе; m(X) – рассчитанная масса вещества Х.

В тех задачах, где выход продукта не указан, предполагается, что он – количественный (теоретический), т.е. η=100%.

9. Какую массу фосфора надо сжечь для получения оксида фосфора (V) массой 7,1 г?

Решение: записываем уравнение реакции горения фосфора и расставляем стехиометрические коэффициенты.

Определяем количество вещества P₂O₅, получившегося в реакции.

Из уравнения реакции следует, что ν(P₂O₅)= 2•ν(P), следовательно, количество вещества фосфора, необходимого в реакции равно:

Отсюда находим массу фосфора:

m(Р) = ν(Р) • М(Р) = 0,1• 31 = 3,1 г.

10. В избытке соляной кислоты растворили магний массой 6 г и цинк массой 6,5 г. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, выделится при этом?

Решение: записываем уравнения реакции взаимодействия магния и цинка с соляной кислотой и расставляем стехиометрические коэффициенты.

Определяем количества веществ магния и цинка, вступивших в реакцию с соляной кислотой.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg ) = 6/24 = 0,25 моль

ν(Zn) = m(Zn)/ М(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль.

Из уравнений реакции следует, что количество вещества металла и водорода равны, т.е. ν(Mg) = ν(Н₂); ν(Zn) = ν(Н₂), определяем количество водорода, получившегося в результате двух реакций:

ν(Н₂) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1= 0,35 моль.

Рассчитываем объем водорода, выделившегося в результате реакции:

11. При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (нормальные условия) через избыток раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определите выход продукта реакции.

Решение: записываем уравнение реакции взаимодействия сероводорода и сульфата меди (II).

Определяем количество вещества сероводорода, участвующего в реакции.

Из уравнения реакции следует, что ν(H₂S) = ν(СuS) = 0,125 моль. Значит можно найти теоретическую массу СuS.

m(СuS) = ν(СuS) • М(СuS) = 0,125 • 96 = 12 г.

Теперь определяем выход продукта, пользуясь формулой (4):

η = [m_p(X) •100]/m(X)= 11,4 • 100/ 12 = 95%.

12. Какая масса хлорида аммония образуется при взаимодействии хлороводорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г? Какой газ останется в избытке? Определите массу избытка.

Решение: записываем уравнение реакции.

Эта задача на «избыток» и «недостаток». Рассчитываем количества вещества хлороводорода и аммиака и определяем, какой газ находится в избытке.

ν(HCl) = m(HCl)/ М(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 моль;

Аммиак находится в избытке, поэтому расчет ведем по недостатку, т.е. по хлороводороду. Из уравнения реакции следует, что ν(HCl) = ν(NH₄Cl) = 0,2 моль. Определяем массу хлорида аммония.

Мы определили, что аммиак находится в избытке (по количеству вещества избыток составляет 0,1 моль). Рассчитаем массу избытка аммиака.

13. Технический карбид кальция массой 20 г обработали избытком воды, получив ацетилен, при пропускании которого через избыток бромной воды образовался 1,1,2,2 –тетрабромэтан массой 86,5 г. Определите массовую долю СаС₂ в техническом карбиде.

Решение: записываем уравнения взаимодействия карбида кальция с водой и ацетилена с бромной водой и расставляем стехиометрические коэффициенты.

Находим количество вещества тетрабромэтана.

Из уравнений реакций следует, что ν(C₂H₂Br₄) =ν(C₂H₂) = ν(СаC₂) =0,25 моль. Отсюда мы можем найти массу чистого карбида кальция (без примесей).

Определяем массовую долю СаC₂ в техническом карбиде.

Растворы. Массовая доля компонента раствора

14. В бензоле объемом 170 мл растворили серу массой 1,8 г. Плотность бензола равна 0,88 г/мл. Определите массовую долю серы в растворе.

Решение: для нахождения массовой доли серы в растворе необходимо рассчитать массу раствора. Определяем массу бензола.

Находим общую массу раствора.

Рассчитаем массовую долю серы.

ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19 %.

15. В воде массой 40 г растворили железный купорос FeSO₄•7H₂O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа (II) в полученном растворе.

Решение: найдем массу FeSO₄ содержащегося в FeSO₄•7H₂O. Для этого рассчитаем количество вещества FeSO₄•7H₂O.

Из формулы железного купороса следует, что ν(FeSO₄)= ν(FeSO₄•7H₂O)=0,0125 моль. Рассчитаем массу FeSO₄:

Учитывая, что масса раствора складывается из массы железного купороса (3,5 г) и массы воды (40 г), рассчитаем массовую долю сульфата железа в растворе.

Задачи для самостоятельного решения

1. На 50 г йодистого метила в гексане подействовали металлическим натрием, при этом выделилось 1,12 л газа, измеренного при нормальных условиях. Определите массовую долю йодистого метила в растворе. Ответ: 28,4%.
2. Некоторый спирт подвергли окислению, при этом образовалась одноосновная карбоновая кислота. При сжигании 13,2 г этой кислоты получили углекислый газ, для полной нейтрализации которого потребовалось 192 мл раствора КОН с массовой долей 28%. Плотность раствора КОН равна 1,25 г/мл. Определите формулу спирта. Ответ: бутанол.
3. Газ, полученный при взаимодействии 9,52 г меди с 50 мл 81 % раствора азотной кислоты, плотностью 1,45 г/мл, пропустили через 150 мл 20 % раствора NaOH плотностью 1,22 г/мл. Определите массовые доли растворенных веществ. Ответ: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO₃; 5,26% NaNO₂.
4. Определите объем выделившихся газов при взрыве 10 г нитроглицерина. Ответ: 7,15 л.
5. Образец органического вещества массой 4,3 г сожгли в кислороде. Продуктами реакции являются оксид углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 6,3 г. Плотность паров исходного вещества по водороду равна 43. Определите формулу вещества. Ответ: С₆Н₁₄.

Главная » ЕГЭ — химия для чайников » Как решать задачи по химии, готовые решения

Источник