Вычисление массы вещества по уравнению реакции. Химия - комплексная подготовка к внешнему независимому оцениванию. Раздел и. общая химия

Физическая

величина

Единицы измерения

Количество

вещества

Молярная масса (M)

Молярный объем (V m)

Число Авогадро (N a)

Наиболее часто применяется

В 1000 раз большая

В 1000 раз меньшая

Чему бы ты ни учился, ты
учишься для себя.
Петроний

Цели урока:

познакомить учащихся с основными способами решения задач по химическим уравнениям:
находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, массе или объёму исходных веществ,
продолжить формирование навыков работы с текстом задачи, умение аргументировано выбирать способ решения учебной задачи, умения составлять уравнения химических реакций.
развивать умения анализировать, сравнивать, выделять главное, составлять план действия, делать выводы.
воспитывать терпимость к другим, самостоятельность в принятии решений, умение объективно оценить результаты своего труда.

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, парная, групповая.

Тип урока: комбинированный с применением ИКТ

I Организационный момент.

Здравствуйте ребята. Сегодня, мы с вами научимся решать задачи по уравнениям химических реакций. Слайд 1 (cм. презентацию).

Цели урока Слайд 2.

II.Актуализация знаний, умений, навыков.

Химия очень интересная и в то же время сложная наука. Для того чтобы знать и понимать химию, надо не только усваивать материал, но и уметь применять полученные знания. Вы узнали какие признаки указывают на протекание химических реакций, научились составлять уравнения химических реакций. Я надеюсь, что вы хорошо усвоили эти темы и без труда ответите на мои вопросы

Какое явление не является признаком химических превращений:

а) появление осадка; в) изменение объема;

б) выделение газа; г) появление запаха. Слайд 3

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

MgCO 3 = MgO + CO 2

2HgO= 2Hg + O 2

2Na + S=Na 2 S

Zn + Br 2 = ZnBr2

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Fe + CuSO 4 =FeSO 4 +Cu

Укажите цифрами:

а) уравнения реакций соединения

б) уравнения реакций замещения

в) уравнения реакций разложения Слайд 4

Новая тема.

Для того, чтобы научиться решать задачи, необходимо составить алгоритм действий, т.е. определить последовательность действий.

Алгоритм для расчета по химическим уравнениям (у каждого учащегося на столе)

5. Записать ответ.

Приступаем к решению задач, применяя алгоритм

Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Вычислите массу кислорода, выделившегося в результате разложения

порции воды массой 9 г.

Найдем молярную массу воды и кислорода:

М(Н 2 О) = 18 г/моль

М(О 2) = 32 г/моль Слайд 6

Запишем уравнение химической реакции:

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное

значение количества вещества, а под формулами веществ -

стехиометрические соотношения, отображаемые

химическим уравнением

0,5моль х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

2моль 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти.

Для этого составляем пропорцию

0,5моль = хмоль

2моль 1моль

откуда х = 0,25 моль Слайд 7

Следовательно, n(O 2)=0,25 моль

Найдем массу вещества, которую требуется вычислить

m(O 2)= n(O 2)*M(O 2)

m(O 2) = 0,25 моль 32 г/моль = 8 г

Запишем ответ

Ответ: m(О 2) = 8 г Слайд 8

Вычисление объема вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

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

V(0 2)=?л(н.у.)

М(Н 2 О)=18 г/моль

Vm=22,4л/моль Слайд 9

Запишем уравнение реакции. Расставим коэффициенты

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное значение количества вещества, а под формулами веществ - стехиометрические соотношения, отображаемые химическим уравнением

0,5моль - х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2 Слайд10

2моль - 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти. Для этого составим пропорцию

откуда х = 0,25 моль

Найдем объем вещества, который требуется вычислить

V(0 2)=n(0 2) Vm

V(O 2)=0,25моль 22,4л/моль=5,6л (н. у.)

Ответ: 5,6 л Слайд 11

III.Закрепление изученного материала.

Задачи для самостоятельного решения:

1.При восстановлении углем оксидов Fe 2 O 3 и SnO 2 получили по 20 г Fe и Sn. Сколько граммов каждого оксида было взято?

2.В каком случае образуется больше воды:

а) при восстановлении водородом 10 г оксида меди (I) (Cu 2 O) или

б) при восстановлении водородом 10 г оксида меди(II) (CuO)? Слайд 12

Проверим решение задачи 1

M(Fe 2 O 3)=160г/моль

M(Fe)=56г/моль,

m(Fe 2 O 3)=, m(Fe 2 O 3)= 0,18*160=28,6г

Ответ: 28,6г

Слайд 13

Проверим решение задачи 2

M(CuO) = 80 г/моль

х моль = 0,07моль,

n(H 2 O)=0,07 моль

m(H 2 O) = 0,07моль*18г/моль=1,26г

Слайд 14

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

n(CuO) = m/ M(CuO)

n(CuO) = 10г/ 80г/моль = 0,125 моль

0,125моль хмоль

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

1моль 1моль

х моль = 0,125моль, n(H 2 O)=0,125 моль

m (H 2 O) = n * M(H 2 O);

m(H 2 O) = 0,125моль*18г/моль=2,25г

Ответ: 2,25г Слайд 15

Домашнее задание: изучить материал учебника с. 45-47, решить задачу

Какую массу оксида кальция и какой объм углекислого газа (н.у.)

можно получить при разложении карбоната кальция массой 250г?

CaCO 3 = CaO + CO Cлайд 16.

Литература

1. Габриелян О.С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. М. Дрофа 2006г.

2. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. Дрофа. М. 2005г.

3. Горбунцова С.В. Тесты по основным разделам школьного курса хииии. 8 - 9 классы.ВАКО, Москва,2006г.

4. Горковенко М.Ю.Поурочные разработки по химии. К учебникам О.С.Габриеляна, Л.С.Гузея, В.В.Сорокина, Р.П.Суровцевой и Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана. 8 класс.ВАКО, Москва, 2004г.

5. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: Контрольные и проверочные работы. – М.: Дрофа, 2003.

6.Радецкий А.М., Горшкова В.П. Дидактический материал по химии для 8-9 классов: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 2000

Приложение.

Расчеты по химическим уравнениям

Алгоритм действий.

Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.

3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.

4. Составить и решить пропорцию.

5. Записать ответ.

Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц

Масса (m) : г; кг; мг

Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль

Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль

Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл

Молярный объём(Vm) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль

Число частиц (N): 6 1023 (число Авагадро – N A); 6 1026 ; 6 1020

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №1

с. Чермен Пригородного района РСО-Алания

Открытый урок по химии

в 8-ом классе по теме:

«РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ»

подготовила

учитель химии

Цаболова Фиалета Тарасовна

с. Чермен 2015 год

Расчеты по химическим уравнениям

Цели урока:

научить учащихся производить расчеты по химическим уравнениям,

способствовать в ходе урока повторению представлений о химическом уравнении, о реакциях разложения, замещения, соединения, обмена,

рассмотреть условия протекания реакций.

Ход урока

1. Организационный момент

Урок начинается с фронтального опроса:

Что называется химической реакцией?

Чем отличается химическая реакция от физического явления? Привести примеры химических реакций и физических явлений?

Что такое химическое уравнение?

Какие типы химических реакций вы знаете?

Что называется реакцией соединения? Примеры привести.

Какие реакции называются реакциями разложения? Примеры.

Что называется реакцией замещения? Примеры.

Какие реакции называются обменными? При каких условиях обменные реакции протекают до конца?

Каковы правила «уравнивания» химических реакций?

Какими формулами пользуются для нахождения количества вещества?

Сформулируйте закон сохранения массы веществ?

2. Расчеты по уравнениям химических реакций

Напомнить учащимся, что они уже умеют производить расчеты по формулам, находить при этом количество вещества, массу и объем соединения.

По формулам химических соединений вы умеете рассчитывать массовые доли элементов. Сегодня мы научимся рассчитывать эти данные по уравнениям химических реакций. В течение одного урока нельзя научиться решению задач различных типов. Но на этом уроке мы постараемся разобрать наиболее рациональную запись решения химических задач.

Далее объяснить, что химическое уравнение показывает не только качественную сторону процесса, но (что очень важно) количественную его сторону. Далее рассмотреть и разобрать с учащимися алгоритм решения задач.

В первую очередь нужно учить учащихся краткой записи условий самый легкий вариант задачи в одно действие.

Задача 1: Какой объем водорода (н.у.) можно получить при взаимодействии 36,5г 10% ‒ ного раствора соляной кислоты с цинком? Сколько ионов соли образуется в данной реакции?

II. Сделать краткую запись условия задачи по схеме:

Дано (н.у.): Решение:

m р-ра (HCl) = 36,5г

W(HCl) = 10% = 0,1

V(H 2) − ? (л)

III. Решить задачу по памятке:

1. Если вещество дано в виде смеси (раствора), найти массу (объем) чистого вещества по формулам:

а) m в-ва = б) m в-ва = в)

m(HCl) = 36,5∙0,1 = 3,65г

2. Для вещества в чистом виде данные по условию задачи, не выраженные в молях , перевести в количество вещества по формулам:

а) если это масса вещества: n = , где {M}={Mr} или {M}={Аr}

б) если это объем вещества: n = , значение V m приведено в таблице 1

в) если это число частиц: n = , значение N a приведено в таблице 1

Mr(HCl)=1+35,5=36,5 = M(HCl)=36,5 = n (HCl)= = 0,1

3. Составить уравнение химической реакции. Обязательно проверить правильность расстановки коэффициентов:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

4. Записать данные выраженные в молях в уравнение реакции:

а) данные по условию задачи (известные и неизвестные) записать над формулами соответствующих веществс единицами измерения.

0,1 моль x моль у моль

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

б) данные по уравнению реакции записатьпод формулами веществ (количество вещества определить по коэффициентам перед формулами соответствующих веществ).

Zn + 2 HCl = 1 ZnCl 2 + 1 H 2

2 моль 1 моль 1 моль

5. Составить и решить пропорцию:

а) левую часть пропорции записать по одному веществу;

б) правую часть пропорции записать по другому веществу;

в) одна из частей пропорции (левая или правая) должна содержать известные величины.

0,1 моль x моль у моль

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2 моль 1 моль 1 моль

1 пропорция: 2 пропорция:

(HCl) (ZnCl 2) (HCl) (H 2)

х = = 0,05 моль у = = 0,05 моль

6. Соотнести полученные данные с условием задачи. Использовать формулы перевода для нахождения величины:

а) масса вещества: m = n∙M ;

б) объём вещества: V = n∙V m

в) число частиц (молекул, атомов, ионов) N = n∙N a

x = 0,05моль = n (ZnCl 2), а надо и N(ZnCl 2) = по формуле (в)

у = 0,05моль = n (H 2), а надо V(H 2) = по формуле (б)

N(ZnCl 2) = 0,05∙6,02 ∙ 10 23 = 0,301 ∙ 10 23 =3,01 ∙ 10 22 (молекул);

V(H 2) = 0,05∙ 22,4 = 1,12

IV Записать ответ задачи.

Ответ: V(H 2) = 1,12 ; N(ZnCl 2) = 3,01 ∙ 10 22 (ионов)

Таблица 1. Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц

Задача 2: Рассчитайте объем водорода (н.у.), который потребуется для взаимодействия с 230 кг оксида железа (ІІІ). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.

Дано: Решение:

m(Fe 2 O 3)=230кг 1. Запишем уравнение химической реакции:

V(H 2) - ?

n(H 2 O) - ? 2. Запишем известные и неизвестные числовые значения над формулами веществ в уравнении.

Так как масса дана в килограммах, то объем находим в кубических метрах, а количество вещества – в киломолях. И тогда:

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

где х – объем водорода V(H 2), y – количество вещества воды n(H 2 O).

3. а)Найдем заданную химическим уравнением массу 1кмоль Fe 2 O 3 и запишем полученное значение под его формулой:

Мr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,

М(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

б) Найдем заданный уравнением объем 3 кмоль водорода V = Vm*n, запишем под формулой водорода найденное значение: V(3H 2) = 22,4 м 3 /кмоль * 3 кмоль = 67,2 м 3 .

в) Под формулой воды укажем ее количество, заданное уравнением, - 3 кмоль.

Уравнение принимает вид

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

160кг 67,2 м 3 3 кмоль

4. Составим и решим пропорции:

а) 230 = х, х = 230*67,2 = 201,6 (м 3) – объем водорода V(H 2)

б) 230 = y , y = 230*3 = 9 (кмоль) – количество вещества воды n(H 2 O).

Задача 3: Найти массу сульфата бария, полученного при взаимодействии 980 г 5% серной кислоты с нитратом бария.

Решение:

Важно добиться понимания учащимися того, что отношение числа реагирующих веществ и продуктов реакции, выраженное в уравнении реакции коэффициентами, есть в то же время отношение числа молей. Отношение числа молекул реагирующих веществ соответствует отношению числа молей этих веществ, так как в 1 моле разных веществ содержится одинаковое число молекул равное .

Выводы : Итак, сегодня мы приступили к решению расчетных задач по химическим уравнениям. Мы рассмотрели самые простые задачи, их алгоритм решения. По какому способу вы будите решать задачи, выберите сами. Важно, чтобы было понимания и правильный ход рассуждений. Отныне мы до конца 11 класса будем сталкиваться с решением задач, познакомимся с различными вариантами и типами химических задач.

3. Итог урока

Сегодня на уроке мы с вами научились проводить расчеты с помощью химических уравнений. Затем прокомментировать оценки и дать домашнее задание.

4. Домашнее задание: повторить упр.1,2

С помощью стехиометрических коэффициентов схема химической реакции переходит в ее уравнение, которое в явном виде отражает закон сохранения количества атомов каждого вида при переходе от исходных веществ (реагентов) к продуктам реакции.

Стехиометрические коэффициенты позволяют установить связь между количествами участвующих в реакции веществ на основе следующего правила:

коэффициенты в химическом уравнении задают молярные пропорции (отношения), в которых вступают в реакцию исходные вещества (реагенты) и образуются продукты реакции.

Рассмотрим в качестве примера реакцию синтеза аммиака:

3H 2 + N 2 = 2NH 3 ,

для которой согласно приведенному правилу можно записать

где индексы «пр.» и «обр.» соответствуют количествам прореагировавших и образовавшихся веществ. Последнее соотношение можно представить в ином виде:

а) для веществ H 2 и N 2:

или в другой форме
;

б) для веществ H 2 и NH 3:
или
;

в) для веществ N 2 и NH 3:
или
.

Легко видеть, что все пропорции можно объединить и записать в виде:

=
.

Последнее равенство является основным расчетным уравнением , связывающим количества прореагировавших веществ и образовавшихся продуктов реакции. При необходимости в это уравнение можно из условия задачи ввести массы и объемы участников реакции, используя обычные соотношения.

Например, для реакции

4FeS 2 (т) + 11О 2 = 2Fe 2 O 3 (т) + 8SO 2 (г)

основное расчетное уравнение имеет вид:

и если в него ввести обычно задаваемые в задачах для твердых веществ их массы, а для газов – объемы, то оно примет следующую форму:

Методика вычислений с использованием основного расчетного уравнения химической реакции включает в себя несколько общих моментов:

1) Прежде всего определяют опорное вещество, по количеству которого проводят весь последующий расчет. В условии задачи для него задана или масса, или объем, или концентрация, которые, в свою очередь, позволяют вычислить число молей опорного вещества. Как правило, это не составляет большого труда, а исключение относится к так называемым задачам на избыток и недостаток, когдаопорное вещество нужно выбрать издвух исходных. Дело в том, что при приготовлении реакционной смеси исходные вещества можно смешивать в любых пропорциях, но реагировать друг с другом они будут всегда в строго определенных пропорциях, которые устанавливают для них стехиометрические коэффициенты в уравнении химической реакции. В этих условиях вполне возможна ситуация, когда одно из исходных веществ прореагирует полностью, а часть другого останется не прореагировавшей и тогда говорят, что первое вещество взято в недостатке по отношению ко второму и, наоборот, второе вещество находится в избытке по отношению к первому. В данном случае в качестве опорного вещества следует выбрать исходное вещество, взятое в недостатке, поскольку именно его количество будет определять как окончание реакции, так и количества образующихся продуктов.

Как определить опорное вещество, если в задаче указаны данные (массы, объемы и др.) для обоих исходных веществ? Пусть в реакцию вступают два вещества А и В

аА + вВ → продукты реакции,

а исходные количества этих веществ  0 (А) и  0 (В) можно вычислить из условия задачи.

Для ответа на поставленный вопрос нужно сравнить два числа
, где возможны три варианта:

I вар.
, тогда исходная реакционная смесь называется стехиометрической и в качестве опорного вещества может быть выбрано любое из них – А или В;

II вар.
, тогда вещество А взято в избытке и опорным будет вещество В;

III вар.
, тогда вещество В будет в избытке и опорным является вещество А.

Окончание необратимых химических реакций в первом варианте происходит в момент одновременного исчезновения обоих исходных веществ, а в двух других – в момент исчезновения вещества, взятого в недостатке, причем в конечной смеси веществ, наряду с продуктами реакции, будет присутствовать не прореагировавший остаток вещества, взятого в избытке.

2) Из основного расчетного уравнения вытекает простое правило определения числа молей вступивших в реакцию исходных веществ и образовавшихся продуктов по числу молей опорного вещества:

для определения числа молей прореагировавшего или образовавшегося в реакции вещества необходимо число молей опорного вещества разделить на его стехиометрический коэффициент и этот результат умножить на стехиометрический коэффициент определяемого вещества.

Для реакции 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,

где опорным веществом, например, является алюминий можно записать:

Определив количества интересующих нас веществ, легко рассчитать их массы, объемы и концентрации, то есть те характеристики участников химической реакции, которые фигурируют в условии задачи.

Таким образом, общая схема расчета по уравнению химической реакции может быть представлена в виде:

Необратимая реакция.

Пусть иначальные количества реагентов А и В и
, т.е. вещество А взято в избытке, тогда

a A + в В = с С + d D

моль

(избыток)

моль

(недостаток)

окончание реакции:

Обратимая реакция.

В этом случае реакция заканчивается установлением химического равновесия и равновесная смесь содержит как продукты реакции, так и остаток исходных веществ. Пусть к моменту установления равновесия образовалось, например, х моль продукта С – это опорное вещество, то

a A + в В  с С + d D

Начало реакции:	моль	моль
Равновесие:

Пример 1. Раствор, содержащий 20,0 г гидроксида натрия поглотил 6,72 л углекислого газа (н. у.). Определите продукты реакции и их количества.

При поглощении раствором щелочи кислотных оксидов (СО 2 ,SO 2 ,P 2 O 5 и др.) или водородных соединений (H 2 Sи др.), которым соответствуют многоосновные кислоты, на первом этапе при избытке щелочи всегда образуются средние соли, которые на втором этапе при наличии избытка поглощаемого реагента частично или полностью переходят в кислые соли:

СО 2 (газ) + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + Н 2 О

Остаток углекислого газа реагирует с карбонатом натрия:

Na 2 CO 3 + СО 2 (газ) + Н 2 О = 2 NaHСО 3

окончание реакции:

Итак, в растворе присутствует смесь солей: 0,1 моль NaHCO 3 и 0,2 моль Na 2 CO 3 .

Пример 2. В стакан с 200 мл раствора фосфорной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л внесли 6 г гидроксида натрия. Определите состав раствора после окончания реакции.

При нейтрализации щелочью (NaOH, KOH, NH 3 и др.) многоосновных кислот происходит последовательное замещение атомов водорода на металл или аммонийную группу и состав продуктов реакции зависит от соотношения количеств реагентов. В нашем случае, если – образуетсяNaH 2 PO 4 ; если 1: 2 , то Na 2 HPO 4 и если 1: 3 , то Na 3 PO 4 . В промежуточных вариантах возникает смесь солей.

Найдем исходные количества реагентов: ;
, – имеет место промежуточный вариант между 1: 1 и 1: 2 , поэтому реакция идет в два этапа:

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

Итак, в растворе после реакции присутствует смесь солей – по 0,05 моль NaH 2 PO 4 и Na 2 HPO 4 .

Успех в проведении расчетов по цепочкам химических уравнений в случае, когда продукт одной реакции является исходным веществом для другой, зависит от правильного выбора последовательности переходов от одного уравнения к другому. Выбрав согласно условию задачи опорное вещество, стрелками удобно указать последовательность расчета, помня при этом, что вещество, полученное в предыдущей реакции, в том же количестве используется в последующей если, естественно, в ходе всего многостадийного процесса нет потерь и выход каждой реакции 100 %.

Пример 3. Сколько литров хлора и водорода (н.у.) необходимо для получения хлороводорода, способного нейтрализовать раствор щелочи, образующийся при растворении в воде 13,7 г бария.

Составим уравнения всех реакций и стрелками укажем последовательность расчета:

Опорное вещество барий и его количество

(Ва) =
.

Цепочка расчетов:

уравнение (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

уравнение (II) - (HCl / II)=> уравнение (III) –

(Cl 2) =(H 2) =
,

тогда V(H 2) = V(Cl 2) = 0,1 моль· 22,4 л/моль = 2,24 л.

При решении задач на смеси веществ необходимо прежде всего для каждого компонента смеси отдельно записать все химические реакции, в которых он может участвовать в соответствии с условием задачи. В качестве опорных веществ обычно выбирают вещества исходной смеси и их количества (число молей) обозначают как неизвестные – x, y, z, …., а затем составляют уравнения материального баланса по количеству, массе или объему (для газов) участников химических реакций, где два последних необходимо выразить через неизвестные. Число балансовых уравнений должно быть равно числу неизвестных. На последнем этапе решается полученная система алгебраических уравнений.

Пример 4. При сгорании 13,44 л (н. у.) смеси водорода, метана и угарного газа образовалось 8,96 л углекислого газа и 14,4 г воды. Определить количества газов в смеси.

Уравнения реакций:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O (I)

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (II)

2CO + O 2 = 2CO 2 (III)

Опорные вещества – CH 4 , H 2 и CO; обозначим их количества

ν(H 2) = x; ν(СH 4) = y; ν(CO) = z.

Составим три балансовых уравнения по числу неизвестных:

а) баланс по объему смеси:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13,44 л, введем в него неизвестные:

xV m + yV m + zV m = 13,44 или x + y + z =
0,6 моль;

б) баланс по количеству CO 2:

ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν общ. (CO 2), но

;

ν(CO 2 / II) = ν(CH 4) = y; ν(CO 2 / III) =
z, тогда y + z = 0,4.

в) баланс по количеству H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν общ. (H 2 O), но

;
,

тогда x + 2y = 0,8.

Итак, получаем систему уравнений вида

которая легко решается устно

x = 0,2 моль; y = 0,3 моль; z = 0,1 моль.

Развернутый план-конспект урока «Расчеты по химическим уравнениям».

Учебник: О.С. Габриелян.

Класс: 8

Тема урока: Расчеты по химическим уравнениям.

Тип урока: комбинированный.

Образовательные задачи: познакомить с расчетами по химическим уравнениям; сформировать у учащихся знание о расчетах по химическим уравнениям; начать формировать умения по составлению химических уравнений и расчетам по уравнениям.

Воспитательные задачи: продолжить формирование естественнонаучного мировоззрения, представления о единичном и целом.

Развивающие задачи: продолжить формирования умения наблюдать, анализировать, объяснять, делать выводы.

Методы обучения: словесные (объяснение и рассказ учителя), словесно – наглядные(объяснение с использованием записей на классной доске).

Оборудование: классная доска, таблица Д. И. Менделеева.

Ход урока:

1.Организационный момент (2-5мин.)

Здравствуйте ребята присаживайтесь. Сегодня на уроке мы с вами должны будем научиться проводить расчеты по химическим уравнениям.

2. Контроль знаний и умений (10 – 15 мин.)

На предыдущих занятиях мы с вами проходили уравнения химических реакций, давайте вспомним, что такое химическое уравнение? (Химическим уравнением называют условную запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков).

На основе какого закона пишут химические реакции? (Закон сохранения массы веществ).

Как он звучит? (Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате ее).

3. Объяснение нового материала (20 – 30 мин.)

По химическому уравнению можно определить, какие вещества вступили в реакцию, и какие образовались, а также по химическому уравнению можно рассчитать массу, объем и количество реагирующих веществ.

Для расчетов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объема и количества вещества. Давайте откроем учебники на странице 146 и найдем таблицу №7. Рассмотрим по этой таблице соотношение некоторых единиц физико – химических величин.

Для того чтобы решать расчетные задачи по химии, можно пользоваться алгоритмом. Алгоритм решения задач дан в учебнике на странице 147.

Пользуясь алгоритмом решения задач, давайте решим следующие задачу:

Задача: Рассчитайте объем водорода (н.у.), который потребуется для взаимодействия с 230 кг оксида железа (ІІІ). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.

Дано: Решение:

m(Fe 2 O 3)=230кг 1. Запишем уравнение химической реакции:

V(H 2) - ?

n(H 2 O) - ? 2. Запишем известные и неизвестные числовые значения над формулами веществ в уравнении.

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

где х – объем водорода V(H 2), y – количество вещества воды n(H 2 O).

3. а)Найдем заданную химическим уравнением массу 1кмоль Fe 2 O 3 и запишем полученное значение под его формулой:

Мr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,

М(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

в) Под формулой воды укажем ее количество, заданное уравнением, - 3 кмоль.

Уравнение принимает вид

230кг х м 3 y кмоль

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

160кг 67,2 м 3 3 кмоль

4. Составим и решим пропорции:

а) 230 = х, х = 230*67,2 = 201,6 (м 3) – объем водорода V(H 2)

б) 230 = y , y = 230*3 = 9 (кмоль) – количество вещества воды n(H 2 O).

4.Первичное закрепление знаний (10 – 12 мин.)

Решите задачи (если можно, то несколькими способами):

Задача 1. В реакцию с кислородом вступает 0,1 моль цинка. Какое количество вещества кислорода потребуется? Какое количество вещества оксида цинка образуется?

Задача 2. Цинк количеством вещества 0,1 моль взаимодействует с кислородом. Определите массу кислорода, вступающего в реакцию, а также массу образующегося оксида цинка.

Задача 3. Алюминий массой 6,3 г вступает в реакцию с кислородом. Определите массы кислорода и образующегося оксида железа, если алюминий содержит 20% примесей.

Задача 4. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 2,7 г 25% - й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества алюминия? Каково это количество вещества?

Задача 5. Какой объем углекислого газа выделится при сгорании 60 кг угля?

Задача 6. Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция, содержащего 30% примесей?

5. Итог урока (1 -3 мин.)

Сегодня на уроке мы с вами еще раз вспомнили написание химических уравнений и научились проводить расчеты с помощью химических уравнений.

6. Домашнее задание (1 – 4 мин.)

§28, задание в рабочих тетрадях.

Какая масса оксида железа (ІІІ) образуется при сжигании на воздухе 0,6 моль железа?

Рассчитайте массу сульфида алюминия, образующегося при сплавлении с серой 5,4 г алюминиевой пудры. Сколько граммов сульфида железа (ІІ) образуется при сплавлении с серой 11,2 г порошка железа?

Определите массу магния, необходимого для получения 19 г хлорида магния (например сжигая магний в хлоре).

Сколько литров хлороводорода образуется при взаимодействии хлора с 5,5 л водорода?

Какой объем водорода может вступить в реакцию со 150 л кислорода?

Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 8 л метана СН 4 ?

Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 480 г угля?

Какой объем кислорода выделится при разложении электрическим током 100г воды?

Какой объем азота образуется при взрыве 1 г йодистого азота:

2NJ 3 = N 2 + 3J 2

Сколько граммов оксида серы (ІV) образуется при сжигании 12,8 серы?

Какая масса оксида магния образовались при сжигании в кислороде 6 г магниевой стружки?

Сколько граммов воды образуется при сжигании в кислороде 9 г водорода?

Сколько граммов алюминия надо взять для получения 30,6 г оксида алюминия?

Сколько граммов лития необходимо сжечь в кислороде для получения 15 г оксида лития?

Сколько граммов хлорида натрия образуется при сжигании в хлоре 11,5г натрия?

Сколько молей железа необходимо взять для получения 32,5 г хлорида железа (ІІІ)?

Сколько граммов алюминия необходимо взять для получения 80,1 г хлорида алюминия?

Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция?

Сколько граммов хлорида алюминия образуется при сгорании в хлоре 10,8 г алюминиевой фольги?

При решении расчетных химических задач необходимо умение производить вычисления по уравнению химической реакции. Урок посвящен изучению алгоритма расчетов массы (объема, количества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству) другого участника реакции.

Тема: Вещества и их превращения

Урок: Расчеты по уравнению химической реакции

Рассмотрим уравнение реакции образования воды из простых веществ:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Можно сказать, что из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода образуется две молекулы воды. С другой стороны, эта же запись говорит о том, что для образования каждых двух молей воды нужно взять два моля водорода один моль кислорода.

Мольное соотношение участников реакции помогает производить важные для химического синтеза расчеты. Рассмотрим примеры таких расчетов.

ЗАДАЧА 1. Определим массу воды, образовавшуюся в результате сгорания водорода в 3,2 г кислорода .

Чтобы решить эту задачу, сначала необходимо составить уравнение химической реакции и записать над ним данные условия задачи.

Если бы мы знали количество вещества вступившего в реакцию кислорода, то смогли бы определить количество вещества воды. А затем, рассчитали бы массу воды, зная ее количество вещества и . Чтобы найти количество вещества кислорода, нужно массу кислорода разделить на его молярную массу.

Молярная масса численно равна относительной . Для кислорода это значение составляет 32. Подставим в формулу: количество вещества кислорода равно отношению 3,2 г к 32 г/моль. Получилось 0,1 моль.

Для нахождения количества вещества воды оставим пропорцию, используя мольное соотношение участников реакции:

на 0,1 моль кислорода приходится неизвестное количество вещества воды, а на 1 моль кислорода приходится 2 моля воды.

Отсюда количество вещества воды равно 0,2 моль.

Чтобы определить массу воды, нужно найденное значение количества воды умножить на ее молярную массу, т.е. умножаем 0,2 моль на 18 г/моль, получаем 3,6 г воды.

Рис. 1. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 1

Помимо массы, можно рассчитывать объем газообразного участника реакции (при н.у.), используя известную вам формулу, в соответствие с которой объем газа при н.у. равен произведению количества вещества газа на молярный объем. Рассмотрим пример решения задачи.

ЗАДАЧА 2. Рассчитаем объем кислорода (при н.у.), выделившийся при разложении 27г воды.

Запишем уравнение реакции и данные условия задачи. Чтобы найти объем выделившегося кислорода, нужно найти сначала количество вещества воды через массу, затем по уравнению реакции определить количество вещества кислорода, после чего можно рассчитать его объем при н.у.

Количество вещества воды равно отношению массы воды к ее молярной массе. Получаем значение 1,5 моль.

Составим пропорцию: из 1,5 моля воды образуется неизвестное количество кислорода, из 2 молей воды образуется 1 моль кислорода. Отсюда количество кислорода равно 0,75 моля. Рассчитаем объем кислорода при н.у. Он равен произведению количества кислорода на молярный объем. Молярный объем любого газообразного вещества при н.у. равен 22,4 л/моль. Подставив числовые значения в формулу, получим объем кислорода, равный 16,8 л.

Рис. 2. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 2

Зная алгоритм решения подобных задач, можно рассчитать массу, объем или количество вещества одного из участников реакции по массе, объему или количеству вещества другого участника реакции.

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.40-48)

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 73-75)

3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.:Астрель, 2013. (§23)

4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§29)

5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (с.45-47)

6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

1) с. 73-75 №№ 2, 3, 5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

2) с.135 №№ 3,4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.