Подробен план на урока "Изчисления по химични уравнения."
учебник:ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА. Габриелян.
клас: 8
Тема на урока:Изчисления по химични уравнения.
Тип урок:комбинирани.
Образователни задачи:да се запознаят с изчисления по химични уравнения; да формират знанията на учениците за изчисления с помощта на химични уравнения; започват да формират умения за съставяне на химични уравнения и изчисляване на уравнения.
Образователни задачи:да продължи формирането на естествено-научен мироглед, идеи за индивида и цялото.
Задачи за развитие:продължете формирането на способността да наблюдавате, анализирате, обяснявате, правите изводи.
Методи на обучение:словесно (обяснение и разказ на учителя), словесно - визуално (обяснение с помощта на бележки на дъската).
Оборудване:дъска, таблица Д. И. Менделеев.
По време на часовете:
1. Организационен момент (2-5 мин.)
Здравейте момчета, седнете. Днес в урока ще трябва да научим как да извършваме изчисления с помощта на химични уравнения.
2. Контрол на знанията и уменията (10 - 15 мин.)
В предишните уроци преминахме през уравненията химична реакцияНека си спомним какво е химично уравнение? (Химичното уравнение е условен запис на химическа реакция с помощта на химични формулии математически символи).
Какъв е законът на химичните реакции? (Закон за запазване на масата на веществата).
как звучи (Масата на веществата, влезли в химическа реакция, е равна на масата на веществата, получени от нея).
3. Обяснение на нов материал (20 - 30 мин.)
Химичното уравнение може да се използва, за да се определи кои вещества са реагирали и кои са се образували, а химическото уравнение може да се използва за изчисляване на масата, обема и количеството на реагиращите вещества.
За изчисленията е много важно да изберете единиците за измерване на маса, обем и количество вещество, които съответстват една на друга. Нека отворим учебниците на стр. 146 и намерим таблицата номер 7. Помислете за съотношението на някои единици физични и химични величини според тази таблица.
За да решите изчислителни задачи по химия, можете да използвате алгоритъма. Алгоритъмът за решаване на задачи е даден в учебника на стр. 147.
Използвайки алгоритъма за решаване на проблеми, нека разрешим следната задача:
Задача: Изчислете обема водород (N.O.), необходим за взаимодействие с 230 kg железен оксид (ІІІ). Изчислете количеството водно вещество, което се образува.
Дадено: Решение:
m (Fe 2 O 3) \u003d 230 kg 1. Нека напишем уравнението на химическата реакция:
V(H2) - ?
n(H2O) -? 2. Нека запишем известните и неизвестните числени стойности над формулите на веществата в уравнението.
Тъй като масата е дадена в килограми, намираме обема в кубични метри, а количеството на веществото в киломоли. И тогава:
230 kg x m 3 y kmol
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O
където x е обемът на водород V (H 2), y е количеството водно вещество n (H 2 O).
3. а) Да намерим масата на 1kmol Fe 2 O 3, дадена от химическото уравнение, и да запишем получената стойност под неговата формула:
Mr (Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,
M (Fe 2 O 3) = 160 kg / kmol.
б) Нека намерим обема на 3 kmol водород, даден от уравнението V = Vm * n, запишете намерената стойност под водородната формула: V (3H 2) = 22,4 m 3 / kmol * 3 kmol = 67,2 m 3.
в) Под формулата на водата посочваме нейното количество, дадено от уравнението, - 3 kmol.
Уравнението приема формата
230 kg x m 3 y kmol
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O
160 kg 67,2 m 3 3 kmol
4. Съставете и решете пропорциите:
а) 230 \u003d x, x \u003d 230 * 67,2 \u003d 201,6 (m 3) - обемът на водород V (H 2)
б) 230 \u003d y, y \u003d 230 * 3 \u003d 9 (kmol) - количеството водно вещество n (H 2 O).
4. Първично консолидиране на знанията (10 - 12 мин.)
Решете проблемите (ако е възможно по няколко начина):
Задача 1. 0,1 mol цинк реагира с кислорода. Колко кислород е необходим? Колко цинков оксид се образува?
Задача 2.Цинкът в количество от 0,1 mol вещество взаимодейства с кислорода. Определете масата на кислорода, който реагира, както и масата на образувания цинков оксид.
Задача 3.Алуминият с тегло 6,3 g реагира с кислорода. Определете масите на образувания кислород и железен оксид, ако алуминият съдържа 20% примеси.
Задача 4.Какъв обем водород (n.o.) ще се отдели по време на взаимодействието на 2,7 g от 25% на солна киселинас количеството алуминий, необходимо за реакцията? Какво е количеството на веществото?
Задача 5.Какъв обем въглероден диоксид ще се отдели при изгаряне на 60 kg въглища?
Задача 6.Колко мола калциев оксид се образуват, когато 8 g калций, съдържащ 30% примеси, се изгарят в кислород?
5. Обобщение на урока (1-3 мин.)
Днес в урока отново си спомнихме писането на химични уравнения и научихме как да извършваме изчисления с помощта на химични уравнения.
6. Домашна работа(1 - 4 мин.)
§28, работа в работни тетрадки.
Каква маса железен оксид (ІІІ) се образува при изгаряне на 0,6 mol желязо във въздуха?
Изчислете масата на алуминиевия сулфид, образуван, когато 5,4 g алуминиев прах се стопи със сяра. Колко грама железен (II) сулфид се образува, когато 11,2 g железен прах се стопи със сяра?
Определете масата на магнезия, необходима за получаване на 19 g магнезиев хлорид (например чрез изгаряне на магнезий в хлор).
Колко литра хлороводород се образуват, когато хлорът реагира с 5,5 литра водород?
Какъв обем водород може да реагира със 150 литра кислород?
Какъв обем въглероден диоксид се образува при изгаряне на 8 литра метан CH 4?
Какъв обем въглероден диоксид се образува при изгаряне на 480 g въглища?
Какъв обем кислород ще се отдели по време на разлагането токов удар 100 грама вода?
Какъв обем азот се получава при експлозията на 1 g азотен йодид:
2NJ 3 = N 2 + 3J 2
Колко грама серен оксид (ІV) се образува при изгаряне на 12,8 сяра?
Каква маса магнезиев оксид се образува при изгаряне на 6 g магнезиев чипс в кислород?
Колко грама вода се образуват при изгаряне на 9 g водород в кислород?
Колко грама алуминий трябва да се вземат, за да се получат 30,6 g алуминиев оксид?
Колко грама литий трябва да се изгорят в кислород, за да се получат 15 g литиев оксид?
Колко грама натриев хлорид се образуват при изгаряне на 11,5 g натрий в хлор?
Колко мола желязо трябва да се вземат, за да се получат 32,5 g железен (III) хлорид?
Колко грама алуминий трябва да се вземат, за да се получат 80,1 g алуминиев хлорид?
Колко мола калциев оксид се образуват при изгаряне на 8 g калций в кислород?
Колко грама алуминиев хлорид се образуват при изгаряне на 10,8 g алуминиево фолио в хлор?
Урокът е посветен на продължаването на изучаването на темата „Уравнение на химична реакция“. В урока се разглеждат най-простите изчисления по уравнението на химична реакция, свързани със съотношението на количествата вещества, участващи в реакцията.
Тема: Първоначални химически идеи
Урок: Уравнение на химичната реакция
1. Съотношението на количествата вещества, участващи в реакцията
Коефициентите в уравнението на реакцията показват не само броя на молекулите на всяко вещество, но и съотношението на количествата вещества, участващи в реакцията. И така, според уравнението на реакцията: 2H2 + O2 = 2H2O - може да се твърди, че е необходимо същото количество вода, за да се образува определено количество вода (например 2 mol) просто веществоводород (2 mol) и половината мол от просто вещество кислород (1 mol). Нека дадем примери за такива изчисления.
2. Задача 1
ЗАДАЧА 1. Определете количеството кислородно вещество, образувано в резултат на разлагането на 4 mol вода.
АЛГОРИТЪМ за решаване на проблема:
1. Напишете уравнение на реакцията
2. Съставете пропорция, като определите количеството на веществата според уравнението на реакцията и според условието на задачата (посочете неизвестното количество вещество на x mol).
3. Съставете уравнение (от пропорция).
4. Решете уравнението, намерете x.
Ориз. 1. Поставяне на кратко условие и решаване на задача 1
3. Задача 2ЗАДАЧА 2. Какво количество кислород е необходимо за пълното изгаряне на 3 мола мед?Ще използваме алгоритъм за решаване на задачи по уравнението на химична реакция.
Ориз. 2. Поставяне на кратко условие и решаване на задача 2.
Внимателно проучете алгоритмите и запишете в тетрадка, решете предложените задачи самостоятелно
аз. Използвайки алгоритъма, решете сами следните задачи:
1. Изчислете количеството вещество алуминиев оксид, образувано в резултат на взаимодействието на алуминий с количество вещество 0,27 mol с достатъчно количество кислород (4Al +3O 2 \u003d 2Al2 O3).
2. Изчислете количеството вещество натриев оксид, образувано в резултат на взаимодействието на натрий с количество вещество 2,3 mol с достатъчно количество кислород(4Na+O2=2Na2O).
Алгоритъм #1
Изчисляване на количеството вещество от известно количество вещество, участващо в реакция.
Пример. Изчислете количеството кислородно вещество, отделено в резултат на разлагането на водата с вещество от 6 mol.
II. Използвайки алгоритъма, решете сами следните задачи:
1. Изчислете масата на сярата, необходима за получаване на серен оксид (IV) с вещество от 4 mol (S + O 2
=SO2).
2. Изчислете масата на лития, необходима за получаване на литиев хлорид с количество от 0,6 mol (2Li + Cl2 \u003d 2LiCl).
Алгоритъм #2
Изчисляване на масата на вещество от известно количество друго вещество, участващо в реакцията.
Пример: Изчислете масата на алуминия, необходима за получаване на алуминиев оксид с вещество от 8 mol.
III. Използвайки алгоритъма, решете сами следните задачи:
1. Изчислете количеството вещество натриев сулфид, ако сяра с тегло 12,8 g (2Na+S=Na2S) реагира с натрий.
2. Изчислете количеството на образуваното медно вещество, ако меден (II) оксид с тегло 64 g реагира с водород (CuO + H2 = Cu + H2 O).
Внимателно проучете алгоритъма и го запишете в тетрадка
Алгоритъм #3
Изчисляване на количеството вещество при известната маса на друго вещество, участващо в реакцията.
Пример. Изчислете количеството вещество меден (I) оксид, ако мед с тегло 19,2 g реагира с кислород.
Внимателно проучете алгоритъма и го запишете в тетрадка
IV. Използвайки алгоритъма, решете сами следните задачи:
1. Изчислете масата на кислорода, необходима за реакция със 112 g желязо
(3Fe + 4O2 = Fe3 O4).
Алгоритъм № 4
Изчисляване на масата на вещество от известната маса на друго вещество, участващо в реакцията
Пример. Изчислете масата на кислорода, необходима за изгарянето на фосфора с маса 0,31 g.
ЗАДАЧИ ЗА САМОСТОЯТЕЛНО РЕШАВАНЕ
1. Изчислете количеството вещество от алуминиев оксид, образувано в резултат на взаимодействието на алуминий с количество от 0,27 mol вещество с достатъчно количество кислород (4Al + 3O2 \u003d 2Al2 O3).
2. Изчислете количеството вещество натриев оксид, образувано в резултат на взаимодействието на натрий с количество вещество 2,3 mol с достатъчно количество кислород (4Na + O2 \u003d 2Na2 O).
3. Изчислете масата на сярата, необходима за получаване на серен оксид (IV) с вещество от 4 mol (S + O2 \u003d SO2).
4. Изчислете масата на лития, необходима за получаване на литиев хлорид с количество от 0,6 mol (2Li + Cl2 \u003d 2LiCl).
5. Изчислете количеството вещество натриев сулфид, ако сяра с тегло 12,8 g (2Na + S = Na2 S) реагира с натрий.
6. Изчислете количеството на образуваното медно вещество, ако меден (II) оксид с тегло 64 g реагира с водород (CuO + H2 = Cu + H2 O).
СИМУЛАТОРИ
Тренажор № 1 - Анализ на уравнението на химична реакция
Тренажор № 6 - Стехиометрични изчисления
При решаване на изчислителни химически задачи е необходимо да можете да извършвате изчисления по уравнението на химична реакция. Урокът е посветен на изучаване на алгоритъма за изчисляване на масата (обема, количеството) на един от участниците в реакцията от известната маса (обем, количество) на другия участник в реакцията.
Тема: Вещества и техните превръщания
Урок:Изчисления по уравнението на химичната реакция
Помислете за уравнението на реакцията за образуване на вода от прости вещества:
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
Можем да кажем, че две молекули вода се образуват от две молекули водород и една молекула кислород. От друга страна, същият запис казва, че за образуването на всеки два мола вода трябва да вземете два мола водород и един мол кислород.
Моларното съотношение на участниците в реакцията помага да се направят важни изчисления за химичния синтез. Помислете за примери за такива изчисления.
ЗАДАЧА 1. Да определим масата на водата, образувана в резултат на изгарянето на водород в 3,2 g кислород.
За да решите тази задача, първо трябва да съставите уравнение за химична реакция и върху него да запишете дадените условия на задачата.
Ако знаехме количеството кислород, което реагира, бихме могли да определим количеството вода. И тогава ще изчислим масата на водата, като знаем нейното количество вещество и. За да намерите количеството вещество кислород, трябва да разделите масата на кислорода на неговата моларна маса.
Моларната маса е числено равна на относителната маса. За кислорода тази стойност е 32. Заместете във формулата: количеството кислородно вещество е равно на съотношението 3,2 g към 32 g / mol. Оказа се 0,1 mol.
За да намерим количеството водно вещество, нека оставим пропорцията, използвайки моларното съотношение на участниците в реакцията:
0,1 мол кислород отговаря на неизвестно количество вода, а 1 мол кислород отговаря на 2 мола вода.
Следователно количеството водно вещество е 0,2 mol.
За да определите масата на водата, трябва да умножите намерената стойност на количеството вода по нейната моларна маса, т.е. умножете 0,2 mol по 18 g / mol, получаваме 3,6 g вода.
Ориз. 1. Записване на кратко условие и решение на Задача 1
В допълнение към масата можете да изчислите обема на газообразен участник в реакцията (при н.о.) с помощта на известната ви формула, според която обемът газ при н.о. е равно на произведениетоколичество газово вещество на моларен обем. Помислете за пример за решаване на проблема.
ЗАДАЧА 2. Нека изчислим обема на кислорода (при N.C.), отделен при разлагането на 27 g вода.
Нека напишем уравнението на реакцията и тези условия на проблема. За да намерите обема на освободения кислород, първо трябва да намерите количеството водно вещество през масата, след това да определите количеството кислородно вещество, като използвате уравнението на реакцията, след което можете да изчислите неговия обем при n.c.
Количеството вода е равно на отношението на масата на водата към нейната моларна маса. Получаваме стойността на 1,5 mol.
Нека направим пропорция: от 1,5 мола вода се образува неизвестно количество кислород, от 2 мола вода се образува 1 мол кислород. Следователно количеството кислород е 0,75 mol. Изчислете обема на кислорода при н.о. Той е равен на произведението на количеството кислород и моларния обем. Моларният обем на всеки газообразно веществона н.о. равно на 22,4 l / mol. Замествайки числените стойности във формулата, получаваме обема на кислорода, равен на 16,8 литра.
Ориз. 2. Записване на кратко условие и решение на Задача 2
Познавайки алгоритъма за решаване на такива проблеми, е възможно да се изчисли масата, обема или количеството на вещество на един от участниците в реакцията от масата, обема или количеството на вещество на друг участник в реакцията.
1. Сборник задачи и упражнения по химия: 8. клас: към учеб. П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас / P.A. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. - М.: AST: Астрел, 2006. (с. 40-48)
2. Ушакова О.В. Работна тетрадка по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрел: Профиздат, 2006. (стр. 73-75)
3. Химия. 8 клас. Proc. за общ институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Астрел, 2013. (§23)
4. Химия: 8. клас: учеб. за общ институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: AST: Астрел, 2005. (§29)
5. Химия: неорганична. химия: учебник. за 8 кл. общ инст. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - М .: Образование, АО "Московски учебници", 2009. (стр. 45-47)
6. Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Глава. редактиран от V.A. Володин, водещ. научен изд. И. Леенсън. - М.: Аванта +, 2003.
Допълнителни уеб ресурси
2. Единична колекция от цифрови образователни ресурси ().
Домашна работа
1) с. 73-75 №№ 2, 3, 5от Работна тетрадкапо химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрел: Профиздат, 2006.
2) стр.135 № 3,4от учебника P.A. Оржековски, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова "Химия: 8 клас", 2013 г
С помощта на стехиометрични коефициенти схемата на химичната реакция се преобразува в нейното уравнение, което изрично отразява закона за запазване на броя на атомите от всеки тип при прехода от изходните вещества (реагенти) към продуктите на реакцията.
Стехиометричните коефициенти позволяват да се установи връзка между количествата вещества, участващи в реакцията, въз основа на следното правило:
коефициентите в химическото уравнение определяткътник пропорциите (съотношенията), в които реагират изходните материали (реагенти) и се образуват продуктите на реакцията.
Помислете за пример за реакцията на синтез на амоняк:
3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3,
за които, съгласно горното правило, можем да напишем
където индексите "pr." и "arr." съответстват на количествата реагирали и образувани вещества. Последната връзка може да бъде представена в различна форма:
а) за вещества H 2 и N 2: 
или под друга форма 
;
б) за вещества H 2 и NH 3: 
или 
;
в) за вещества N 2 и NH 3: 
или 
.
Лесно се вижда, че всички пропорции могат да се комбинират и запишат като:
=
.
Последното равенство е основно проектно уравнениесвързване на количествата на реагиралите вещества и получените продукти от реакцията. Ако е необходимо, масите и обемите на участниците в реакцията могат да бъдат въведени в това уравнение от условието на проблема, като се използват обичайните съотношения.
Например за реакцията
4FeS 2 (t) + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 (t) + 8SO 2 (g)
основното изчислително уравнение има формата:
и ако въведем в него масите, обикновено посочени в задачите за твърди тела, и обемите за газове, тогава той ще приеме следната форма:
Изчислителна техникаизползването на основното изчислително уравнение на химическа реакция включва няколко общи точки:
1) Първо се определя референтното вещество,според количеството на което се извършват всички последващи изчисления. В условието на задачата за него е дадена или масата, или обемът, или концентрацията, което от своя страна ни позволява да изчислим броя молове на еталонното вещество. По правило това не е трудно и изключение се отнася за така наречените проблеми с излишък и дефицит, когато референтно веществотрябва да се избира от две оригинални.Факт е, че при приготвянето на реакционната смес изходните материали могат да се смесват във всякакви пропорции, но те винаги ще реагират помежду си в строго определени пропорции, които установяват стехиометрични коефициенти за тях в уравнението на химичната реакция. При тези условия е напълно възможна ситуация, когато едно от първоначалните вещества реагира напълно, а част от другото остава нереагирало и тогава се казва, че първото вещество се приема в дефицит по отношение на второто и, обратно, второто вещество е в излишък спрямо първия. В този случай изходното вещество, взето в дефицит, трябва да бъде избрано като референтно вещество, тъй като именно неговото количество ще определи както края на реакцията, така и количеството на образуваните продукти.
Как да се определи референтното вещество, ако задачата съдържа данни (маси, обеми и т.н.) и за двете изходни вещества? Нека две вещества А и В реагират.
аА + вВ → реакционни продукти,
и началните количества на тези вещества 0 (A) и 0 (B) могат да бъдат изчислени от условието на задачата.
За да отговорите на въпроса, трябва да сравните две числа 
, където са възможни три варианта:
I вар. 
, тогава първоначалната реакционна смес се нарича стехиометрична и всяка от тях, А или В, може да бъде избрана като референтно вещество;
II вар. 
, тогава вещество А се взема в излишък и вещество В ще бъде еталонното;
III вар. 
, тогава вещество B ще бъде в излишък и вещество A ще бъде еталонното.
Краят на необратимите химични реакции в първия вариант настъпва в момента на едновременното изчезване на двете първоначални вещества, а в другите две - в момента на изчезването на веществото, прието в дефицит, а в крайната смес от вещества, заедно с реакционните продукти ще има нереагирали остатъци от веществото, взето в излишък.
2) От основното изчислително уравнение следва просто правило за къртицаизходните вещества, които са реагирали, и образуваните продукти според броя на моловете на референтното вещество:
за да се определи броят молове на реагиралото или образувано вещество, е необходимо да се раздели броят молове на референтното вещество на неговия стехиометричен коефициент и този резултат да се умножи по стехиометричния коефициент на аналита.
За реакцията 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,
където референтният материал, например, е алуминий, можем да запишем:
След като определим количествата вещества, които ни интересуват, е лесно да изчислим техните маси, обеми и концентрации, т.е. онези характеристики на участниците в химическа реакция, които се появяват в условието на проблема.
По този начин, обща схемаизчислението според уравнението на химичната реакция може да бъде представено като:
необратима реакция.
Позволявам 
И 
първоначалните количества реактиви А и В и 
, т.е. вещество А се приема в излишък, тогава
а A+ V B = с C + дд
|
(излишък) |
(недостатък) | |||||
|
крайна реакция: |
|
|
|
|||
къртица
къртица
обратима реакция.
В този случай реакцията завършва с установяване на химично равновесие и равновесната смес съдържа както реакционните продукти, така и остатъка от изходните материали. Да предположим, че към момента на установяване на равновесие, например, хмол от продукт С е референтното вещество, тогава
а A+ V B с C + дд
|
Начало на реакцията: |
|
| ||
|
Равновесие: |
|
|
|
|
къртица
къртица
Пример 1Разтвор, съдържащ 20,0 g натриев хидроксид, абсорбира 6,72 литра въглероден диоксид (n.a.). Определете продуктите на реакцията и техните количества.
Когато киселинните оксиди се абсорбират от алкален разтвор (CO 2, SO 2, P 2 O 5 и др.) или водородни съединения(H 2 S и други), които съответстват на многоосновни киселини, на първия етап, с излишък от алкали, винаги се образуват средни соли, които на втория етап, в присъствието на излишък от абсорбирания реагент, частично или напълно преминават в киселинни соли:
CO 2 (газ) + 2 NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
Останалата част от въглеродния диоксид реагира с натриев карбонат:
Na 2 CO 3 + CO 2 (газ) + H 2 O \u003d 2 NaHCO 3
|
крайна реакция: |
|
|
И така, в разтвора присъства смес от соли: 0,1 mol NaHCO 3 и 0,2 mol Na 2 CO 3.
Пример 2В чаша с 200 мл разтвор фосфорна киселинас моларна концентрация 0,5 mol/l се получават 6 g натриев хидроксид. Определете състава на разтвора след края на реакцията.
При неутрализиране на алкали (NaOH, KOH, NH3 и др.) Многоосновни киселини, водородните атоми се заместват последователно с метална или амониева група и съставът на реакционните продукти зависи от съотношението на количествата реагенти. В нашия случай, ако - се образува NaH 2 PO 4; ако 1: 2, тогава Na 2 HPO 4 и ако 1: 3, тогава Na 3 PO 4. В междинните варианти се появява смес от соли.
Намерете началното количество реактиви: ; 
, - следователно има междинен вариант между 1: 1 и 1: 2 реакцията течена два етапа:
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O
И така, в разтвора след реакцията има смес от соли - 0,05 mol NaH 2 PO 4 и Na 2 HPO 4.
Успех в задържането изчисления чрез вериги от химични уравненияв случай, че продуктът на една реакция е изходен материал за друга, зависи от правилния избор на последователността на преходите от едно уравнение към друго. След като изберете референтното вещество според условието на проблема, е удобно да посочите изчислителната последователност със стрелки, като си спомняте, че веществото, получено в предишната реакция, се използва в същото количество в следващата, ако, разбира се, има няма загуби по време на целия многоетапен процес и добивът от всяка реакция е 100%.
Пример 3Колко литра хлор и водород (N.O.) са необходими за производството на хлороводород, който може да неутрализира алкалния разтвор, образуван при разтваряне на 13,7 g барий във вода.
Съставяме уравненията на всички реакции и посочваме изчислителната последователност със стрелки:
Референтно вещество барий и неговото количество
(Ba) = 
.
Селищна верига:
уравнение (I) - (Ba(OH) 2 / I) = 
=>
уравнение (II) - (HCl / II)=> уравнение (III) -
(Cl 2) \u003d (H 2) \u003d 
,
тогава V (H 2) \u003d V (Cl 2) \u003d 0,1 mol 22,4 l / mol \u003d 2,24 l.
При решаване задачи върху смес от веществаНа първо място, за всеки компонент на сместа е необходимо да се запишат отделно всички химични реакции, в които той може да участва в съответствие с условието на проблема. Като референтни вещества обикновено се избират веществата от първоначалната смес и техните количества (брой молове) се обозначават като неизвестни - x, y, z, ...., след което уравненията на материалния баланс се съставят по отношение на количеството , маса или обем (за газове) на участниците в химичните реакции, като последните две трябва да бъдат изразени чрез неизвестни. Броят на балансовите уравнения трябва да бъде равен на броя на неизвестните. На последния етап се решава получената система от алгебрични уравнения.
Пример 4Изгарянето на 13,44 литра (n.a.) смес от водород, метан и въглероден оксид произвежда 8,96 литра въглероден диоксид и 14,4 g вода. Определете количеството на газовете в сместа.
Реакционни уравнения:
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O (I)
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O (II)
2CO + O 2 \u003d 2CO 2 (III)
Еталонни вещества - CH 4, H 2 и CO; нека обозначим техните номера
ν(H2) = x; ν(CH4) \u003d y; ν(CO) = z.
Нека съставим три балансови уравнения за броя на неизвестните:
а) баланс по обем на сместа:
V (H 2) + V (CH 4) + V (CO) \u003d 13,44 l, нека въведем неизвестни в него:
xV m + yV m + zV m = 13,44 или x + y + z = 
0,6 mol;
б) баланс по количество CO 2:
ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν общо (CO 2), но
;
ν(CO 2 / II) \u003d ν (CH 4) \u003d y; ν(CO 2 / III) = 
z, тогава y + z = 0,4.
в) баланс по количеството H 2 O:
ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν общо (H 2 O), но
,
;
,
тогава x + 2y = 0,8.
И така, получаваме система от уравнения от вида
,
който лесно се решава устно
х = 0,2 mol; y = 0.3 mol; z = 0,1 mol.
Методическа разработка на урока (2 часа)
Изчисления по химични уравнения
Хапугина Полина Ивановна,
учител по химия ГБОУ СОУ 277
Кировски район на Санкт Петербург
Цели на урока: Да научи осмокласниците да правят изчисления по химични уравнения: да намират количеството, масата и обема на реакционните продукти по количеството, обема и масата на изходните вещества.
По време на часовете:
Преди да продължите да изучавате нова тематрябва да си припомним вече познатите ви количества и формули. Припомнете си видове химични реакции. Освен това вече знаете как да пишете химични уравнения и да ги изравнявате. Нека проверим знанията ви, като направим следното тест за оценка.(съдържанието на теста може да видите на моя личен сайт в папка файлове и снимки)
Обяснение на учителя:
1. Преди да научите как да правите изчисления според химичните уравнения, е необходимо отново да си припомните вече познатите ни формули за намиране на количеството вещество, маса и обем на веществата, в едно можете да проверите сами след работата, която имате Свършен. За целта се обръщаме към следната презентация, която ще ни помогне да възстановим знанията си в паметта. Презентация #1.
Запишете в тетрадката формулите, които вече знаете:
n- количество вещество (mol)
m е масата на веществото (g)
М - моларна маса(g/mol)
V- обем газ (l)
Vm - моларен обем= 22,4 l/mol
n = m/M; m = n.M
n = V/Vm; V = n.V m
2. Сега трябва да разберем, че химичното уравнение показва не само качествената (трансформация на вещества) страна на процеса, но и количествената му страна. За целта се обръщаме към следното Презентации №2(презентацията може да видите на моя личен сайт в папка файлове и снимки)
Запишете в бележника си:
Коефициентът в уравнението на реакцията показва броя на частиците, а броят на частиците от своя страна определя броя на моловете!
2H₂ + О₂ = 2H₂ ОТНОСНО
Брой частици 2 молекули 1 молекула 2 молекули
Количество ↓ ↓ ↓
веществан2 mol 1 mol 2 mol
2 Fe(о)3 = Fe2 О3 + 3 з2 О
↓ ↓ ↓
н= 2mol 1mol 3mol
3. Следващата стъпка, която трябва да анализираме, е способността да съставим пропорция според уравнението на реакцията и също да я решим. За целта се обръщаме към следното Презентации 3.(презентацията може да видите на моя личен сайт в папка файлове и снимки)
Запишете в бележника си:
Известен по условие: 2 mol X mol (числител)
4P+5O₂ = 2P₂ О₅
Известно от уравнението: 4 mol 5 mol 2 mol (знаменател)
Съставете и решете пропорцията:
2 mol X mol
_______ = _______
4 mol 2 mol
X mol = 2 mol. 2 mol= 1 mol
4 mol
X =н(П₂ О₅ )= 1 mol
4. Да преминем към решаване на задачи с помощта на уравненията на химичните реакции. За да решите изчислителната задача по химия, трябва да използвате следния алгоритъм - направете пет стъпки. Презентация 4. (презентацията може да се види на личния ми уебсайт в папка файлове и снимки)
В тетрадка:
На учениците се дава готов алгоритъм за решение за поставяне в тетрадка.
Алгоритъм за решаване на изчислителни задачи с помощта на уравнението на химичните реакции:
1. Начертайте уравнение за химическа реакция (т.е. не забравяйте да поставите коефициентите!)
2. Над съответните формули в уравнението запишете количествени данни за вещества с мерни единици, които са известни или могат да бъдат изчислени въз основа на условията на проблема, и желаната стойност X също с мерни единици.
3. Под тези формули запишете съответните количествени стойности, дадени от самото уравнение, също с мерни единици.
4. Съставете и решете пропорцията.
5. Вижте отговора.
5. Да решим проблема.
Изчислете масата на водата, която се образува в резултат на взаимодействието на 0,5 mol алуминиев оксид със сярна киселина при нагряване.
Прочетете задачата.
Запишете условието на проблема. (Дадено, намерете.)
В тетрадка: (учениците записват решението под обясненията на учителя според Презентации 5 ) (презентацията може да видите на моя личен сайт в папка файлове и снимки)
дадени:
n(Al203)=0,5 mol
_________________
Намирам:
Решение:
н\u003d 0,5 mol X mol
Ал₂ О₃ +3 з₂ ТАКА₄ = Ал₂ (ТАКА₄ ) ₃ +3 з₂ О
н= 1 mol 3 mol
M = 102 g/mol 18 g/mol
Изчисляване на молекулното тегло:
Mr(Al₂O₃)= 2,27+3,16= 54+48=102
Mr(H2O)= 2,1+16=18
Съставете и решете пропорции.
0,5 mol = X мол
1 mol 3 mol
X mol =н(з₂ О) = 0,5 mol. 3 mol= 1,5 mol
1 mol
Да намерим много вода.
м(з₂ О) = н(з₂ О) . М(з₂ О)
м(з₂ О) \u003d 1,5 mol. 18 g / mol \u003d 27 g
Отговор:м(з₂ О)=27 g
6. Решавайте проблемите сами.
Двама ученици са извикани до черната дъска, за да вземат решение за оценка.
1. Определете обема хлор (n.o.), необходим за получаване на 634 g алуминиев хлорид, като използвате уравнението: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Отговор: 159,6 л
2. Изчислете количеството вещество и масата литий, необходими за реакцията с кислород с тегло 128 g, като използвате уравнението: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Отговор: 16 mol, 112 g
7. Домашна работа.
Задача.
Намерете масата на цинковия оксид, който се образува при взаимодействието на 13 g цинк с кислорода.
