Detaljan prikaz lekcije "Izračuni kemijskim jednadžbama."
Udžbenik: O.S. Gabrielyan.
Klasa: 8
Tema lekcije: Proračuni kemijskim jednadžbama.
Vrsta lekcije: kombinirani.
Odgojni zadaci: upoznati s proračunima na kemijskim jednadžbama; formirati znanje učenika o računanju pomoću kemijskih jednadžbi; početi formirati vještine sastavljanja kemijskih jednadžbi i izračunavanja jednadžbi.
Odgojni zadaci: nastaviti formiranje prirodno-znanstvenog svjetonazora, predodžbi o pojedincu i cjelini.
Razvojni zadaci: nastaviti formiranje sposobnosti zapažanja, analiziranja, objašnjavanja, zaključivanja.
Nastavne metode: verbalno (objašnjenje i učiteljeva priča), verbalno-vizualno (objašnjenje pomoću bilješki na ploči).
Oprema: ploča, tablica D. I. Mendeljejev.
Tijekom nastave:
1. Organizacijski trenutak (2-5 min.)
Pozdrav ljudi, sjednite. Danas ćemo u lekciji morati naučiti kako izvesti izračune pomoću kemijskih jednadžbi.
2. Kontrola znanja i vještina (10 - 15 min.)
U prethodnim lekcijama prošli smo kroz jednadžbe kemijske reakcije Prisjetimo se što jest kemijska jednadžba? (Kemijska jednadžba je uvjetni zapis kemijske reakcije pomoću kemijske formule i matematički simboli).
Što je zakon kemijskih reakcija? (Zakon održanja mase tvari).
Kako zvuči? (Masa tvari koje su stupile u kemijsku reakciju jednaka je masi tvari koje iz nje proizlaze).
3. Objašnjenje novog gradiva (20 - 30 min.)
Pomoću kemijske jednadžbe može se odrediti koje su tvari reagirale i koje su nastale, a pomoću kemijske jednadžbe izračunati masa, volumen i količina tvari koje reagiraju.
Za izračune je vrlo važno odabrati mjerne jedinice mase, volumena i količine tvari koje odgovaraju jedna drugoj. Otvorimo udžbenike na stranici 146 i pronađemo tablicu broj 7. Razmotrite omjer nekih jedinica fizikalnih i kemijskih veličina prema ovoj tablici.
Kako biste riješili računalne probleme u kemiji, možete koristiti algoritam. Algoritam za rješavanje zadataka dan je u udžbeniku na 147. stranici.
Koristeći algoritam za rješavanje problema, riješimo sljedeći problem:
Zadatak: Izračunajte volumen vodika (N.O.) potreban za interakciju s 230 kg željeznog oksida (III). Izračunajte količinu vode koja nastaje.
Zadano: Rješenje:
m (Fe 2 O 3) \u003d 230 kg 1. Napišimo jednadžbu kemijske reakcije:
V(H2) - ?
n(H20) -? 2. Zapišimo poznate i nepoznate numeričke vrijednosti preko formula tvari u jednadžbi.
Budući da je masa dana u kilogramima, volumen nalazimo u kubnim metrima, a količinu tvari u kilomolima. I onda:
230 kg x m 3 y kmol
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O
gdje je x volumen vodika V (H 2), y je količina vodene tvari n (H 2 O).
3. a) Nađimo masu 1kmol Fe 2 O 3 danu kemijskom jednadžbom i zapišimo dobivenu vrijednost ispod njene formule:
Mr (Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,
M (Fe 2 O 3) = 160 kg / kmol.
b) Nađimo volumen 3 kmol vodika danog jednadžbom V = Vm * n, zapiši pronađenu vrijednost pod formulom za vodik: V (3H 2) = 22,4 m 3 / kmol * 3 kmol = 67,2 m 3.
c) Pod formulom vode označavamo njenu količinu, zadan jednadžbom, - 3 kmol.
Jednadžba poprima oblik
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. Sastavi i riješi proporcije:
a) 230 \u003d x, x \u003d 230 * 67,2 \u003d 201,6 (m 3) - volumen vodika V (H 2)
b) 230 \u003d y, y \u003d 230 * 3 \u003d 9 (kmol) - količina vodene tvari n (H 2 O).
4. Primarno učvršćivanje znanja (10 - 12 min.)
Riješite probleme (ako je moguće, na nekoliko načina):
Zadatak 1. 0,1 mol cinka reagira s kisikom. Koliko je kisika potrebno? Koliko cinkovog oksida nastaje?
Zadatak 2. Cink u količini od 0,1 mol tvari stupa u interakciju s kisikom. Odredite masu kisika koji reagira, kao i masu nastalog cinkovog oksida.
Zadatak 3. Aluminij mase 6,3 g reagira s kisikom. Odredite mase kisika i željeznog oksida koji nastaju ako aluminij sadrži 20% primjesa.
Zadatak 4. Koliki će se volumen vodika (n.o.) osloboditi tijekom interakcije 2,7 g 25% klorovodične kiseline s količinom aluminija potrebnom za reakciju? Kolika je količina tvari?
Zadatak 5. Koliki će se volumen ugljičnog dioksida osloboditi izgaranjem 60 kg ugljena?
Zadatak 6. Koliko mola kalcijevog oksida nastane kada 8 g kalcija koji sadrži 30% nečistoća sagori u kisiku?
5. Sažetak lekcije (1 -3 min.)
Danas smo se u lekciji još jednom prisjetili pisanja kemijskih jednadžbi i naučili kako izvoditi izračune pomoću kemijskih jednadžbi.
6. Domaća zadaća(1 - 4 min.)
§28, zadatak u radnim bilježnicama.
Kolika masa željeznog oksida (III) nastaje kada 0,6 mol željeza izgara u zraku?
Izračunajte masu aluminijevog sulfida koji nastaje pri taljenju 5,4 g aluminijevog praha sa sumporom. Koliko grama željezovog (II) sulfida nastaje kada se 11,2 g željeznog praha stopi sa sumporom?
Odredite masu magnezija potrebnu da se dobije 19 g magnezijeva klorida (npr. spaljivanjem magnezija u kloru).
Koliko litara klorovodika nastane kada klor reagira s 5,5 litara vodika?
Koliki volumen vodika može reagirati sa 150 litara kisika?
Koliki volumen ugljičnog dioksida nastaje izgaranjem 8 litara metana CH 4?
Koliki volumen ugljičnog dioksida nastaje pri izgaranju 480 g ugljena?
Koliki će se volumen kisika osloboditi tijekom razgradnje elektro šok 100 g vode?
Koliki volumen dušika nastaje eksplozijom 1 g dušikovog jodida:
2NJ 3 = N 2 + 3J 2
Koliko grama sumpornog oksida (ÍV) nastaje pri spaljivanju 12,8 sumpora?
Kolika je masa magnezijevog oksida nastala kada je 6 g magnezijevih komadića spaljeno u kisiku?
Koliko grama vode nastane izgaranjem 9 g vodika u kisiku?
Koliko grama aluminija treba uzeti da se dobije 30,6 g aluminijevog oksida?
Koliko grama litija treba sagorjeti u kisiku da bi se proizvelo 15 g litijeva oksida?
Koliko grama natrijeva klorida nastaje kada 11,5 g natrija sagorijeva u kloru?
Koliko molova željeza treba uzeti da se dobije 32,5 g željezovog (III) klorida?
Koliko grama aluminija treba uzeti da se dobije 80,1 g aluminijevog klorida?
Koliko mola kalcijevog oksida nastane kada 8 g kalcija izgori u kisiku?
Koliko grama aluminijevog klorida nastane kada se 10,8 g aluminijske folije spali u kloru?
Lekcija je posvećena nastavku proučavanja teme "Jednadžba kemijske reakcije". Lekcija govori o najjednostavnijim izračunima na jednadžbi kemijske reakcije koji se odnose na omjer količina tvari uključenih u reakciju.
Tema: Početne kemijske ideje
Lekcija: Jednadžba kemijske reakcije
1. Omjer količina tvari koje sudjeluju u reakciji
Koeficijenti u jednadžbi reakcije pokazuju ne samo broj molekula svake tvari, već i omjer količina tvari koje sudjeluju u reakciji. Dakle, prema jednadžbi reakcije: 2H2 + O2 = 2H2O - može se tvrditi da je ista količina vode potrebna za stvaranje određene količine vode (na primjer, 2 mol) jednostavna tvar vodik (2 mol) i pola mola jednostavne tvari kisik (1 mol). Navedimo primjere takvih izračuna.
2. Zadatak 1
ZADATAK 1. Odredite količinu tvari kisika koja nastaje razgradnjom 4 mol vode.
ALGORITAM za rješavanje problema:
1. Napišite jednadžbu reakcije
2. Sastavite omjer određujući količinu tvari prema jednadžbi reakcije i prema uvjetu zadatka (navedite nepoznatu količinu tvari po x molu).
3. Sastavite jednadžbu (iz proporcije).
4. Riješite jednadžbu, pronađite x.
Riža. 1. Postavljanje kratkog uvjeta i rješavanje problema 1
3. Zadatak 2ZADATAK 2. Kolika je količina kisika potrebna za potpuno izgaranje 3 mola bakra?Koristit ćemo se algoritmom za rješavanje zadataka pomoću jednadžbe kemijske reakcije.
Riža. 2. Postavljanje kratkog uvjeta i rješavanje problema 2.
Pažljivo proučite algoritme i zapišite u bilježnicu, samostalno riješite predložene zadatke
ja. Pomoću algoritma sami riješite sljedeće zadatke:
1. Izračunajte količinu tvari aluminijevog oksida koja nastaje kao rezultat interakcije aluminija s količinom tvari 0,27 mol uz dovoljnu količinu kisika. (4Al +3O 2 \u003d 2Al2 O3).
2. Izračunajte količinu tvari natrijevog oksida koja nastaje kao rezultat interakcije natrija s količinom tvari 2,3 mol uz dovoljnu količinu kisika.(4Na+O2=2Na2O).
Algoritam #1
Izračunavanje količine tvari iz poznate količine tvari koja sudjeluje u reakciji.
Primjer. Izračunajte količinu kisika koja se oslobađa razgradnjom vode s tvari od 6 mol.
II. Pomoću algoritma sami riješite sljedeće zadatke:
1. Izračunajte masu sumpora potrebnog za dobivanje sumporovog oksida (IV) s tvari od 4 mola (S + O 2
=SO2).
2. Izračunajte masu litija potrebnog za dobivanje litijeva klorida s količinom od 0,6 mola (2Li + Cl2 \u003d 2LiCl).
Algoritam #2
Izračunavanje mase tvari iz poznate količine druge tvari koja sudjeluje u reakciji.
Primjer: Izračunajte masu aluminija potrebnog da se dobije aluminijev oksid s tvari mase 8 mol.
III. Pomoću algoritma sami riješite sljedeće zadatke:
1. Izračunajte količinu tvari natrijeva sulfida ako sumpor mase 12,8 g (2Na+S=Na2S) reagira s natrijem.
2. Izračunajte količinu nastale bakrene tvari ako bakrov (II) oksid mase 64 g reagira s vodikom (CuO + H2 = Cu + H2 O).
Pažljivo proučite algoritam i zapišite ga u bilježnicu
Algoritam #3
Izračun količine tvari s obzirom na poznatu masu druge tvari uključene u reakciju.
Primjer. Izračunajte količinu tvari bakrova (I) oksida ako bakar mase 19,2 g reagira s kisikom.
Pažljivo proučite algoritam i zapišite ga u bilježnicu
IV. Pomoću algoritma sami riješite sljedeće zadatke:
1. Izračunajte masu kisika potrebnu za reakciju sa 112 g željeza
(3Fe + 4O2 = Fe3 O4 ).
Algoritam br. 4
Izračunavanje mase tvari iz poznate mase druge tvari koja sudjeluje u reakciji
Primjer. Izračunajte masu kisika potrebnu za izgaranje fosfora, mase 0,31 g.
ZADACI ZA SAMOSTALNO RJEŠAVANJE
1. Izračunajte količinu tvari aluminijevog oksida koja nastaje kao rezultat interakcije aluminija s količinom od 0,27 mola tvari s dovoljnom količinom kisika (4Al + 3O2 \u003d 2Al2 O3 ).
2. Izračunajte količinu tvari natrijevog oksida koja nastaje kao rezultat interakcije natrija s količinom tvari od 2,3 mol s dovoljnom količinom kisika (4Na + O2 \u003d 2Na2 O).
3. Izračunajte masu sumpora potrebnog za dobivanje sumporovog oksida (IV) s tvari od 4 mol (S + O2 \u003d SO2).
4. Izračunajte masu litija potrebnog za dobivanje litijeva klorida s količinom od 0,6 mola (2Li + Cl2 \u003d 2LiCl).
5. Izračunajte količinu tvari natrijeva sulfida ako sumpor mase 12,8 g (2Na + S = Na2 S) reagira s natrijem.
6. Izračunajte količinu nastale bakrene tvari ako bakrov (II) oksid mase 64 g reagira s vodikom (CuO + H2 = Cu + H2 O).
SIMULATORI
Simulator br. 1 - Analiza jednadžbe kemijske reakcije
Simulator br. 6 - Stehiometrijski proračuni
Pri rješavanju računskih kemijskih problema potrebno je znati izvesti proračune prema jednadžbi kemijske reakcije. Lekcija je posvećena proučavanju algoritma za izračunavanje mase (volumena, količine) jednog od sudionika u reakciji iz poznate mase (volumena, količine) drugog sudionika u reakciji.
Tema: Tvari i njihove pretvorbe
Lekcija:Izračuni prema jednadžbi kemijske reakcije
Razmotrimo jednadžbu reakcije za stvaranje vode iz jednostavnih tvari:
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
Možemo reći da su dvije molekule vode nastale od dvije molekule vodika i jedne molekule kisika. S druge strane, isti zapis kaže da za nastanak svaka dva mola vode treba uzeti dva mola vodika i jedan mol kisika.
Molarni omjer sudionika u reakciji pomaže u izradi važnih izračuna za kemijsku sintezu. Razmotrite primjere takvih izračuna.
ZADATAK 1. Odredimo masu vode koja nastaje kao rezultat izgaranja vodika u 3,2 g kisika.
Da biste riješili ovaj zadatak, prvo morate sastaviti jednadžbu kemijske reakcije i preko nje napisati zadane uvjete zadatka.
Kad bismo znali količinu kisika koja je reagirala, mogli bismo odrediti količinu vode. Zatim bismo izračunali masu vode, znajući njenu količinu tvari i. Da biste pronašli količinu tvari kisika, morate podijeliti masu kisika s njegovom molarnom masom.
Molarna masa brojčano je jednaka relativnoj masi. Za kisik, ova vrijednost je 32. Zamjena u formuli: količina kisikove tvari jednaka je omjeru od 3,2 g do 32 g / mol. Ispalo je 0,1 mol.
Da bismo pronašli količinu vodene tvari, ostavimo udio koristeći molarni omjer sudionika reakcije:
0,1 mol kisika odgovara nepoznatoj količini vode, a 1 mol kisika odgovara 2 mola vode.
Stoga je količina vodene tvari 0,2 mol.
Da biste odredili masu vode, potrebno je dobivenu vrijednost količine vode pomnožiti s njenom molarnom masom, tj. pomnožimo 0,2 mol sa 18 g / mol, dobivamo 3,6 g vode.
Riža. 1. Izrada zapisnika o kratkom stanju i rješenju 1. zadatka
Osim mase, možete izračunati i volumen sudionika plinovite reakcije (na n.o.) koristeći formulu koju poznajete prema kojoj se volumen plina na n.o. jednak je proizvodu količina plinovite tvari po molarnom volumenu. Razmotrite primjer rješenja problema.
ZADATAK 2. Izračunajmo volumen kisika (pri N.C.) koji se oslobodi pri raspadu 27 g vode.
Napišimo jednadžbu reakcije i ove uvjete zadatka. Da biste pronašli volumen oslobođenog kisika, prvo morate pronaći količinu vodene tvari kroz masu, zatim odrediti količinu kisikove tvari pomoću jednadžbe reakcije, nakon čega možete izračunati njezin volumen pri n.c.
Količina vode jednaka je omjeru mase vode i njezine molarne mase. Dobivamo vrijednost od 1,5 mol.
Napravimo omjer: iz 1,5 mola vode nastaje nepoznata količina kisika, iz 2 mola vode nastaje 1 mol kisika. Stoga je količina kisika 0,75 mol. Izračunajte volumen kisika u n.o. Jednak je umnošku količine kisika i molarnog volumena. Molarni volumen bilo kojeg plinovita tvar na n.o. jednako 22,4 l / mol. Zamjenom brojčanih vrijednosti u formulu, dobivamo volumen kisika jednak 16,8 litara.
Riža. 2. Izrada zapisnika o kratkom uvjetu i rješenju 2. zadatka
Poznavajući algoritam za rješavanje takvih problema, moguće je iz mase, volumena ili količine tvari drugog sudionika reakcije izračunati masu, volumen ili količinu tvari jednog od sudionika u reakciji.
1. Zbirka zadataka i vježbi iz kemije: 8. razred: k udžbeniku. godišnje Orzhekovsky i dr. “Kemija. 8. razred / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (str. 40-48)
2. Ushakova O.V. Radna bilježnica iz kemije: 8. razred: uz udžbenik P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; pod, ispod. izd. prof. godišnje Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str. 73-75)
3. Kemija. 8. razred. Proc. za opće ustanove / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§23)
4. Kemija: 8. razred: udžbenik. za opće ustanove / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§29)
5. Kemija: anorganska. kemija: udžbenik. za 8kl. Općenito inst. /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Obrazovanje, JSC "Moskva udžbenici", 2009. (str. 45-47)
6. Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija / Pogl. uredio V.A. Volodin, vodeći. znanstveni izd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.
Dodatni web resursi
2. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovni resursi ().
Domaća zadaća
1) sa. 73-75 №№ 2, 3, 5 iz Radna bilježnica iz kemije: 8. razred: prema udžbeniku P.A. Orzhekovsky i dr. “Kemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; pod, ispod. izd. prof. godišnje Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
2) str.135 broj 3,4 iz udžbenika P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "Kemija: 8. razred", 2013
Uz pomoć stehiometrijskih koeficijenata, shema kemijske reakcije pretvara se u njezinu jednadžbu, koja eksplicitno odražava zakon očuvanja broja atoma svake vrste pri prijelazu od početnih tvari (reagensa) do proizvoda reakcije.
Stehiometrijski koeficijenti omogućuju uspostavljanje odnosa između količina tvari koje sudjeluju u reakciji na temelju sljedećeg pravila:
koeficijenti u kemijskoj jednadžbi definirajukutnjak omjeri (omjeri) u kojima reagiraju polazne tvari (reagensi) i nastaju produkti reakcije.
Razmotrimo, kao primjer, reakciju sinteze amonijaka:
3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3,
za koje, prema gornjem pravilu, možemo napisati
gdje su indeksi "pr." i "arr." odgovaraju količinama izreagiranih i nastalih tvari. Posljednja relacija može se prikazati u drugom obliku:
a) za tvari H 2 i N 2: 
ili u drugom obliku 
;
b) za tvari H 2 i NH 3: 
ili 
;
c) za tvari N 2 i NH 3: 
ili 
.
Lako je vidjeti da se sve proporcije mogu kombinirati i napisati kao:
=
.
Posljednja jednakost je osnovna konstrukcijska jednadžba povezivanje količina izreagiranih tvari i nastalih produkata reakcije. Ako je potrebno, mase i volumeni sudionika reakcije mogu se uvesti u ovu jednadžbu iz uvjeta problema koristeći uobičajene omjere.
Na primjer, za reakciju
4FeS 2 (t) + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 (t) + 8SO 2 (g)
glavna računska jednadžba ima oblik:
a ako u nju uvedemo mase koje se obično navode u zadacima za čvrste tvari, i volumene za plinove, tada će poprimiti sljedeći oblik:
Tehnika proračuna korištenje osnovne računske jednadžbe kemijske reakcije uključuje nekoliko općih točaka:
1) Prije svega, određuje se referentna tvar, prema čijoj se količini provode svi kasniji proračuni. U uvjetu problema za njega je dana ili masa, ili volumen, ili koncentracija, što nam zauzvrat omogućuje izračunavanje broja molova referentne tvari. U pravilu to nije teško, a izuzetak se odnosi na tzv. probleme viška i manjka, kada referentna tvar mora se birati između dva originalna.Činjenica je da se prilikom pripreme reakcijske smjese polazni materijali mogu miješati u bilo kojem omjeru, ali će uvijek međusobno reagirati u strogo određenim omjerima, koji za njih određuju stehiometrijske koeficijente u jednadžbi kemijske reakcije. U tim je uvjetima vrlo moguća situacija kada jedna od početnih tvari potpuno reagira, a dio druge ostane neizreagiran, pa se tada kaže da se prva tvar uzima u nedostatku u odnosu na drugu i, obrnuto, druga tvar je u višku u odnosu na prvi. U ovom slučaju, početnu tvar, uzetu u nedostatku, treba odabrati kao referentnu tvar, budući da će njezina količina odrediti i kraj reakcije i količinu nastalih proizvoda.
Kako odrediti referentnu tvar ako zadatak sadrži podatke (mase, volumene itd.) za obje polazne tvari? Neka dvije tvari A i B reagiraju.
aA + vV → produkti reakcije,
a početne količine tih tvari 0 (A) i 0 (B) mogu se izračunati iz uvjeta zadatka.
Da biste odgovorili na pitanje, morate usporediti dva broja 
, gdje su moguće tri opcije:
I var. 
, tada se početna reakcijska smjesa naziva stehiometrijskom i bilo koja od njih, A ili B, može se odabrati kao referentna tvar;
II var. 
, tada se tvar A uzima u višku i tvar B će biti referenca;
III var. 
, tada će tvar B biti u suvišku, a tvar A će biti referentna.
Završetak ireverzibilnih kemijskih reakcija u prvoj verziji događa se u trenutku istodobnog nestanka obiju početnih tvari, au druge dvije - u trenutku nestanka tvari uzete u nedostatku, au konačnoj mješavini tvari, zajedno s produktima reakcije bit će i neizreagirani ostatak tvari uzete u suvišku.
2) Iz glavne računske jednadžbe slijedi jednostavna krtica pravilo početne tvari koje su reagirale i nastali produkti prema broju molova referentne tvari:
da bi se odredio broj molova izreagirane ili nastale tvari, potrebno je podijeliti broj molova referentne tvari s njezinim stehiometrijskim koeficijentom i pomnožiti taj rezultat sa stehiometrijskim koeficijentom analita.
Za reakciju 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,
gdje je referentni materijal, na primjer, aluminij, možemo napisati:
Nakon što smo odredili količine tvari koje nas zanimaju, lako je izračunati njihove mase, volumene i koncentracije, odnosno ona svojstva sudionika kemijske reakcije koja se pojavljuju u uvjetu zadatka.
Tako, opća shema izračun prema jednadžbi kemijske reakcije može se prikazati kao:
ireverzibilna reakcija.
Neka 
I 
početne količine reagensa A i B i 
, tj. tvar A se uzima u suvišku, tada
a A+ V B = S C + d D
|
(višak) |
(mana) | |||||
|
završna reakcija: |
|
|
|
|||
madež
madež
reverzibilna reakcija.
U tom slučaju reakcija završava uspostavljanjem kemijske ravnoteže, a ravnotežna smjesa sadrži i produkte reakcije i ostatak početnih materijala. Pretpostavimo da do trenutka uspostavljanja ravnoteže, na primjer, x mol produkta C je referentna tvar, dakle
a A+ V B S C + d D
|
Početak reakcije: |
|
| ||
|
Ravnoteža: |
|
|
|
|
madež
madež
Primjer 1 Otopina koja sadrži 20,0 g natrijevog hidroksida apsorbirala je 6,72 litre ugljičnog dioksida (n.a.). Odredite produkte reakcije i njihove količine.
Kada se kiselinski oksidi apsorbiraju otopinom lužine (CO 2, SO 2, P 2 O 5, itd.) ili vodikovi spojevi(H 2 S i drugi), koji odgovaraju polibazičnim kiselinama, u prvom stupnju, s viškom alkalija, uvijek nastaju srednje soli, koje u drugom stupnju, u prisustvu viška apsorbiranog reagensa, djelomično ili potpuno prelaze u kisele soli:
CO 2 (plin) + 2 NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
Ostatak ugljičnog dioksida reagira s natrijevim karbonatom:
Na 2 CO 3 + CO 2 (plin) + H 2 O \u003d 2 NaHCO 3
|
završna reakcija: |
|
|
Dakle, u otopini je prisutna smjesa soli: 0,1 mol NaHCO 3 i 0,2 mol Na 2 CO 3.
Primjer 2 U čaši s 200 ml otopine fosforna kiselina s molarnom koncentracijom od 0,5 mol/l dobiveno je 6 g natrijevog hidroksida. Odredite sastav otopine nakon završetka reakcije.
Kod neutralizacije alkalija (NaOH, KOH, NH3, itd.) Polibazičnih kiselina, atomi vodika se uzastopno zamjenjuju metalnom ili amonijevom skupinom, a sastav produkata reakcije ovisi o omjeru količina reagensa. U našem slučaju, ako - nastaje NaH 2 PO 4; ako je 1: 2, tada Na 2 HPO 4, a ako je 1: 3, tada Na 3 PO 4. U srednjim varijantama pojavljuje se mješavina soli.
Odredite početnu količinu reagensa: ; 
, - postoji srednja opcija između 1: 1 i 1: 2, dakle reakcija ide u dvije faze:
H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O
NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O
Dakle, u otopini nakon reakcije nalazi se smjesa soli - 0,05 mol NaH 2 PO 4 i Na 2 HPO 4.
Uspjeh u držanju proračuni lancima kemijskih jednadžbi u slučaju kada je produkt jedne reakcije polazni materijal za drugu, ovisi o pravilnom odabiru slijeda prijelaza iz jedne jednadžbe u drugu. Odabirom referentne tvari prema uvjetu problema, pogodno je strelicama označiti redoslijed izračuna, imajući na umu da se tvar dobivena u prethodnoj reakciji koristi u istoj količini u sljedećoj, ako, naravno, postoji nema gubitaka tijekom cijelog višefaznog procesa i iskorištenje svake reakcije je 100%.
Primjer 3 Koliko je litara klora i vodika (N.O.) potrebno za proizvodnju klorovodika koji može neutralizirati otopinu lužine koja nastaje kada se 13,7 g barija otopi u vodi.
Sastavljamo jednadžbe svih reakcija i označavamo redoslijed izračuna strelicama:
Referentna tvar barij i njegova količina
(Ba) = 
.
Lanac naselja:
jednadžba (I) - (Ba(OH) 2 / I) = 
=>
jednadžba (II) - (HCl / II)=> jednadžba (III) -
(Cl 2) \u003d (H 2) \u003d 
,
zatim V (H 2) \u003d V (Cl 2) \u003d 0,1 mol 22,4 l / mol \u003d 2,24 l.
Prilikom odlučivanja problemi na mješavini tvari Prije svega, za svaku komponentu smjese potrebno je posebno zabilježiti sve kemijske reakcije u kojima ona može sudjelovati sukladno uvjetu problema. Kao referentne tvari obično se biraju tvari početne smjese i njihove količine (broj molova) označavaju kao nepoznate - x, y, z, ...., a zatim se sastavljaju jednadžbe materijalne bilance u smislu količine , masa ili volumen (za plinove) sudionika u kemijskim reakcijama, pri čemu posljednje dvije moraju biti izražene u obliku nepoznanica. Broj jednadžbi bilance mora biti jednak broju nepoznanica. U posljednjoj fazi rješava se dobiveni sustav algebarskih jednadžbi.
Primjer 4 Izgaranjem 13,44 litara (n.a.) smjese vodika, metana i ugljičnog monoksida nastalo je 8,96 litara ugljičnog dioksida i 14,4 g vode. Odredite količinu plinova u smjesi.
Reakcijske jednadžbe:
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)
Poredbene tvari - CH 4, H 2 i CO; označimo njihove brojeve
ν(H2) = x; ν(CH4) \u003d y; ν(CO) = z.
Sastavimo tri jednadžbe ravnoteže za broj nepoznanica:
a) ravnoteža volumena smjese:
V (H 2) + V (CH 4) + V (CO) \u003d 13,44 l, uvedimo nepoznanice u to:
xV m + yV m + zV m = 13,44 ili x + y + z = 
0,6 mol;
b) ravnoteža po količini CO 2:
ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν ukupno (CO 2), ali
;
ν(CO 2 / II) \u003d ν (CH 4) \u003d y; ν(CO 2 / III) = 
z, tada je y + z = 0,4.
c) ravnoteža po količini H 2 O:
ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν ukupno (H 2 O), ali
,
;
,
tada je x + 2y = 0,8.
Dakle, dobivamo sustav jednadžbi oblika
,
koji se lako usmeno rješava
x = 0,2 mol; y = 0,3 mol; z = 0,1 mol.
Metodološka izrada lekcije (2 sata)
Proračuni kemijskim jednadžbama
Khapugina Polina Ivanovna,
profesorica kemije GBOU SŠ 277
Kirovski okrug Sankt Peterburga
Ciljevi lekcije: Naučiti učenike osmih razreda računati prema kemijskim jednadžbama: pronaći količinu, masu i volumen produkata reakcije prema količini, volumenu i masi polaznih tvari.
Tijekom nastave:
Prije nego što pređete na proučavanje nova tema moramo se prisjetiti vama već poznatih količina i formula. Prisjetite se vrsta kemijskih reakcija. A također već znate kako napisati kemijske jednadžbe i izjednačiti ih. Testirajmo tvoje znanje na sljedeći način evaluacijski test.(sadržaj testa možete pogledati na mojoj osobnoj web stranici u mapi datoteke i fotografije)
Objašnjenje učitelja:
1. Prije nego što naučite kako izračunati prema kemijskim jednadžbama, potrebno je još jednom podsjetiti na već poznate formule za pronalaženje količine tvari, mase i volumena tvari, u jednoj možete provjeriti sami nakon posla koji imate učinjeno. Da bismo to učinili, okrećemo se sljedećoj prezentaciji koja će nam pomoći vratiti naše znanje u pamćenje. Prezentacija #1.
Zapiši u svoju bilježnicu formule koje već znaš:
n- količina tvari (mol)
m je masa tvari (g)
M - molekulska masa(g/mol)
V- volumen plina (l)
Vm - molarni volumen= 22,4 l/mol
n = m/M; m = n.M
n = V/Vm; V = n.V m
2. Moramo shvatiti da kemijska jednadžba ne pokazuje samo kvalitativnu (transformacija tvari) stranu procesa, već i njegovu kvantitativnu stranu. Za ovo se okrećemo sljedećem Prezentacije #2(prezentaciju možete pogledati na mojoj osobnoj web stranici u mapi datoteke i fotografije)
Zapiši u svoju bilježnicu:
Koeficijent u jednadžbi reakcije označava broj čestica, a broj čestica pak određuje broj molova!
2H₂ + O₂ = 2H₂ OKO
Broj čestica 2 molekule 1 molekula 2 molekule
Količina ↓ ↓ ↓
tvarin2 mol 1 mol 2 mol
2 Fe(Oh)3 = Fe2 O3 + 3 H2 O
↓ ↓ ↓
n= 2 mol 1 mol 3 mol
3. Sljedeći korak koji moramo analizirati je sposobnost sastavljanja proporcije prema jednadžbi reakcije, te je također rješavati. Za ovo se okrećemo sljedećem Prezentacije 3.(prezentaciju možete pogledati na mojoj osobnoj web stranici u mapi datoteke i fotografije)
Zapiši u svoju bilježnicu:
Poznat po stanju: 2 mol X mol (brojnik)
4P+5O₂ = 2P₂ O₅
Poznato iz jednadžbe: 4 mol 5 mol 2 mol (nazivnik)
Sastavi i riješi proporciju:
2 mol X mol
_______ = _______
4 mol 2 mol
X mol = 2 mol. 2 mol= 1 mol
4 mol
X =n(str₂ O₅ ) = 1 mol
4. Prijeđimo na rješavanje zadataka pomoću jednadžbi kemijskih reakcija. Da biste riješili problem izračuna u kemiji, morate koristiti sljedeći algoritam - poduzeti pet koraka. Prezentacija 4. (prezentaciju možete pogledati na mojoj osobnoj web stranici u mapi datoteke i fotografije)
U bilježnici:
Učenici dobivaju gotov algoritam rješenja za lijepljenje u bilježnicu.
Algoritam za rješavanje računskih problema pomoću jednadžbe kemijskih reakcija:
1. Napravite jednadžbu za kemijsku reakciju (tj. obavezno postavite koeficijente!)
2. Iznad odgovarajućih formula u jednadžbi upišite kvantitativne podatke o tvarima s mjernim jedinicama koje su poznate ili se mogu izračunati prema uvjetima zadatka, te željenu vrijednost X također s mjernim jedinicama.
3. Ispod ovih formula zapišite odgovarajuće kvantitativne vrijednosti dane samom jednadžbom, također s mjernim jedinicama.
4. Sastavi i riješi proporciju.
5. Provjerite odgovor.
5. Idemo riješiti problem.
Izračunajte masu vode koja nastaje međudjelovanjem 0,5 mola aluminijevog oksida sa sumpornom kiselinom pri zagrijavanju.
Pročitaj zadatak.
Zapiši uvjet zadatka. (Dato, pronaći.)
U bilježnici: (učenici zapisuju rješenje ispod učiteljevih objašnjenja prema Prezentacije 5 ) (prezentaciju možete pogledati na mojoj osobnoj web stranici u mapi datoteke i fotografije)
dano:
n(Al203) = 0,5 mol
_________________
Pronaći:
Riješenje:
n\u003d 0,5 mol X mol
Al₂ O₃ +3 H₂ TAKO₄ = Al₂ (TAKO₄ ) ₃ +3 H₂ O
n= 1 mol 3 mol
M = 102 g/mol 18 g/mol
Izračun molekularne težine:
Mr(Al₂O3)= 2,27+3,16= 54+48=102
Mr(H2O)= 2,1+16=18
Sastavi i riješi proporcije.
0,5 mol = X mol
1 mol 3 mol
X mol =n(H₂ O) = 0,5 mol. 3 mol= 1,5 mol
1 mol
Nađimo puno vode.
m(H₂ O) = n(H₂ O) . M(H₂ O)
m(H₂ O) \u003d 1,5 mol. 18 g / mol \u003d 27 g
Odgovor:m(H₂ O)=27 g
6. Sami rješavajte probleme.
Dva su učenika pozvana pred ploču kako bi odlučili o ocjeni.
1. Odredite volumen klora (n.o.) potreban da se dobije 634 g aluminijevog klorida pomoću jednadžbe: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Odgovor: 159,6 l
2. Izračunajte količinu tvari i masu litija potrebnu za reakciju s kisikom mase 128 g pomoću jednadžbe: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Odgovor: 16 mol, 112 g
7. Domaća zadaća.
Zadatak.
Odredite masu cinkova oksida koji nastaje međudjelovanjem 13 g cinka s kisikom.
