Учебник для 8 класса

ХИМИЯ

       

§ 29. Расчёты по химическим уравнениям

По химическим уравнениям можно рассчитать массу, объём и количество реагирующих и образующихся веществ.

Для расчётов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объёма и количества веществ. С этой целью можно воспользоваться таблицей 7.

Таблица 7
Соотношение некоторых единиц физико-химических величин

Для того чтобы решить расчётную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом.

  1. Составить уравнение химической реакции.
  2. Перевести данные задачи (массу или объём) в количество вещества (моль, кмоль, ммоль).

    Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала надо определить массу чистого вещества, а затем рассчитать его количество; если в задаче речь идёт о растворе, то сначала надо вычислить массу растворённого вещества, которое затем перевести в количество вещества.

  3. Над соответствующей формулой в уравнении записать найденное количество вещества, а количества над формулами искомых веществ обозначить через х и у.
  4. Найти количества искомых веществ, зная, что количественные отношения между веществами соответствуют коэффициентам перед их формулами в уравнении реакции.
  5. Перевести найденные количества веществ в массу или объём.
  6. Оформить ответ.

Задача 1. Рассчитайте объём водорода (н. у.), который потребуется для взаимодействия с 480 кг оксида железа (III). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.

2. а) Для того чтобы найти количество вещества оксида железа (III), сначала рассчитаем его молярную массу (в данном случае киломолярную, так как масса оксида железа (III) дана в килограммах (см. табл. 7)):

Mr(Fe2O3) = 56 • 2 + 16 • 3 = 160;

M(Fe2O3) = 160 кг/кмоль.

б) Найдём количество вещества оксида железа (III) в ки-ломолях, так как исходное данное в задаче предложено в килограммах:

3. Над формулой исходного вещества — оксида железа (III) — в уравнении реакции запишем найденное количество вещества — 3 кмоль, а количества веществ водорода и воды обозначим над их формулами соответственно через х и у:

4. а) Согласно уравнению реакции 1 кмоль оксида железа (III) взаимодействует с 3 кмоль водорода. Следовательно, 3 кмоль оксида железа (III) соответствует в три раза большее количество вещества водорода, т. е. х = 9 кмоль.

б) Рассчитаем объём водорода по найденному количеству вещества:

5. Согласно уравнению реакции из 1 кмоль оксида железа (III) образуется 3 кмоль воды, а из 3 кмоль оксида железа (III) — в три раза большее количество вещества воды, т. е. у = 9 моль.

Ответ: V(Н2) = 201,6 м3; n(Н2O) = 9 кмоль.

Задача 2. Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для взаимодействия с 270 г алюминия, содержащего 20% примесей? Какое количество вещества оксида алюминия при этом получится?

3. Над формулой алюминия в уравнении реакции запишем найденное количество — 8 моль, а количества кислорода и оксида алюминия обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 4 моль алюминия взаимодействует с 3 моль кислорода, в результате чего получается 2 моль оксида алюминия. Следовательно, 8 моль алюминия соответствуют 6 моль кислорода и 4 моль оксида алюминия.

n(O2) = 6 моль; n(А12O3) = 4 моль.

5. Рассчитаем объём кислорода по найденному количеству вещества:

V(O2) = n(O2) • Vm;

V(O2) = б моль • 22,4 л/моль = 134,4 л.

6. Однако в задаче требуется найти объём не кислорода, а воздуха. В воздухе содержится 21% кислорода по объёму. Преобразуя формулу φ = V(O2)/V(возд), найдём объём воздуха:

V(возд) = V(O2) : φ(O2) = 134,4 : 0,21 = 640 (л).

Ответ: V(возд) = 640 л; n(Аl2O3) = 4 моль.

Задача 3. Какой объём водорода (н. у.) выделится при взаимодействии 730 г 30%-й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества цинка? Каково это количество вещества?

3. Над формулой хлороводорода в уравнении реакции запишем найденное количество вещества — 6 моль, а количество веществ цинка и водорода обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 2 моль хлороводорода взаимодействует с 1 моль цинка, в результате чего получается 1 моль водорода. Следовательно, 6 моль хлороводорода соответствуют 3 моль цинка и 3 моль водорода.

5. Рассчитаем объём водорода по найденному количеству:

V(H2) = n(H2) • Vm;

V(H2) = 3 моль • 22,4 л/моль = 67,2 л.

Ответ: V(H2) = 67,2 л; n(Zn) = 3 моль.

Ключевые слова и словосочетания

  1. Единицы важнейших величин.
  2. Алгоритм вычисления по уравнению реакции.

Работа с компьютером

  1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
  2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

  1. Какой объём водорода (н. у.) и количество вещества соли образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 4% примесей?
  2. Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей? Какой объём (н. у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?
  3. Сколько молекул кислорода и какой объём водорода (н. у.) образуется при разложении 180 г воды?
  4. Придумайте условие задачи, в которой необходимо использовать приведённое ниже уравнение, и решите её:

    Н3РO5 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O.

  5. Придумайте и решите задачу, в условиях которой была бы дана масса раствора вещества с определённой массовой долей растворённого вещества, а требовалось бы найти количество вещества одного из веществ и объём другого. При составлении задачи используйте уравнение реакции:

    Zn + H2SO4 = ZnSO4 + Н2.

 

 

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru