Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчеты по химическим уравнениям
Для расчетов по химическим уравнениям необходимо помнить основные расчетные формулы: n=m/M=V/Vm=N/NA ρ=m/V ωв-ва=mв-ва/mр-ра(⋅100%)
и правильно применять законы стехиометрии. Определение Если исходные вещества вступают в химическое взаимодействие в строго определенных соотношениях, а в результате реакции образуются продукты, количество которых поддается точному расчету, то такие реакции называются стехиометрическими. Любая химическая формула и любое химическое уравнение в явном виде (с помощью индексов или коэффициентов) указывают молярные соотношения элементов, составляющих сложное вещество, или молярные соотношения различных участников реакции – исходных веществ и (или) продуктов. Все расчеты по химическим формулам и уравнениям основаны на использовании этих стехиометрических соотношений и связаны с нахождением количеств вещества (чисел молей). Например, в оксиде серы (IV) один атом серы и два атома кислорода. То есть количество кислорода в два раза больше количества серы и можно записать: n(S)/n(O)=1/2 В оксиде серы (VI) один атом серы и три атома кислорода, соотношение элементов будет выглядеть по-другому: n(S)/n(O)=1/3 Следует подчеркнуть, что когда речь идет о соотношении элементов в молекуле, важно найти наименьшее общее кратное. Например, в щавелевой кислоте с общей формулой H2C2O4 соотношение элементов можно записать как: n(H): n(C): n(O) =2: 2: 4 Сократив на 2, получим истинное соотношение элементов: n(H): n(C): n(O) =1: 1: 2 Такой же принцип заключен и в коэффициентах химической реакции. Количество вещества по уравнению реакции (число молей) = коэффициенту перед соответствующей молекулой. Например, уравнение H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O означает, что при взаимодействии 1 моля фосфорной кислоты с 3 молями гидроксида натрия образуется 1 моль фосфата натрия и 3 моль воды. Это можно записать в виде формулы: n(H3PO4):n(NaOH):n(Na3PO4):n(H2O)=1:3:1:3 Другими словами, количества гидроксида натрия и воды в данной реакции равны: n(NaOH)=n(H2O), а количество фосфорной кислоты в три раза меньше количества гидроксида натрия: n(H3PO4)/n(NaOH)=1/3→3⋅n(H3PO4)=n(NaOH) Основываясь на этой пропорции и зная количество реагента, например фосфорной кислоты, можно установить количества остальных веществ, участвующих в реакции. При взаимодействии 3 моль фосфорной кислоты потребуется в три раза больше гидроксида натрия, то есть 9 моль. Этот принцип можно наглядно представить, если записать соотношения под уравнением реакции:
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O 1:3:1:3 3:?:?:? ⇓ 3:9:3:9 Алгоритм расчетов по химическим уравнениям 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. Задача 1 Сколько молекул оксида серы(VI) образуется при взаимодействии 112л оксида серы (IV) с кислородом? Решение Способ 1 1) Составим уравнение реакции: 2SO2+O2=2SO3 2) Над формулами веществ запишем известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения: известен объем оксида серы (IV) (112л), нужно найти количество молекул оксида серы(VI) (Хмолекул). V=112л_N=Xмолекул _
2SO2(г)+O2(г)=2SO3(г)
3) n (SO2)=2моль n (SO3)=2моль Vm=22,4л/моль Na=6⋅1023молекул/моль V_=n⋅Vm=2⋅22,4л= 44,8л _N_=n⋅Na=2⋅6⋅1023= 12 ⋅ 1023молекул _ 4) Составим и решим пропорцию (ориентируясь на подчеркнутые числа) по условию задачи: 112л SO2 горит с выделением Х молекул SO3 по уравнению реакции: 44,8л SO2 - 12⋅1023 молекул SO3 112л/44,8л=Xмолек12⋅1023молек⟹ X=112л⋅12⋅1023молек /44,8л=30⋅1023молек Способ 2 1) Найдем количество оксида серы (IV) исходя из условий задачи: n(SO2)=V(SO2)/Vm=112л/22,4л/моль=5моль Поскольку нужно найти количество молекул оксида серы(VI) -N(SO3) - обозначим количество n(SO_3) за Х моль. Запишем известные количества веществ над соответствующими формулами веществ. Под формулами запишем количества этих веществ по уравнению реакции. При этом следует помнить, что количество вещества в реакции равно коэффициенту перед соответствующей формулой.
n=5моль_n=Xмоль_ 2SO2(г)+O2(г)=2SO3(г) n=2моль_n=2моль_ 2) Составим пропорцию: по условию задачи: 5 моль SO2 приводит к образованию Х моль SO3 по уравнению реакции: 2 моль SO2 - 2 моль SO3 5моль /2моль=Xмоль/2моль⟹X=5моль⋅2моль/2моль=5моль 3) Зная число Авогдаро и количество окисда серы (VI), легко определить и количество молек-л: N(SO3)=n(SO3)⋅Na=5моль⋅6⋅1023молекул/моль=30⋅1023молекул Ответ: при сгорании 112л. оксида серы (IV) образуется 30⋅1023молекул оксида серы(VI) Следует подчеркнуть, что оба способа решения равнозначны и могут использоваться для решения расчетных задач по химическим уравнениям. Для решения более сложных, многоэтапных задач (например, в третьей части ЕГЭ по химии) рекомендуется использовать количества веществ. Задача 2 Сколько граммов воды образуется при сгорании 67,2л метана? Решение Способ 1 1) Составим уравнение реакции: CH4(г)+2O2(г)=CO2(г)+2H2O(ж) 2) Над формулами веществ запишем известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения: известен объем метана (67,2л), нужно найти массу воды (Хг). V=67,2л_ m=Xг_ CH4(г)+2O2(г)=CO2(г)+2H2O(ж) 3) n=1моль n=2моль Vm=22,4л/моль M=18г/моль V_=n⋅Vm=1⋅22,4л=22,4л_m_=n⋅M=2⋅18=36г_ 4) Составим и решим пропорцию (ориентируясь на подчеркнутые числа) по условию задачи: 67,2л метана горит с выделением Х г воды по уравнению реакции: 22,4л метана - 36 г воды 67,2л 22,4л=Xг36г⟹X=67,2л⋅36г22,4л=108г Способ 2 Эту же задачу можно решить и через другую пропорцию, основанную на количествах веществ. Для этого, исходя из условий задачи, нужно найти количества веществ: метана и кислорода. 1) Найдем количество метана исходя из условий задачи: n(CH4)=V(CH4)/Vm=67,2л/22,4л/моль=3моль Поскольку нужно найти массу воды обозначим ее количество n(H2O) за Х моль. Запишем известные количества веществ (метана и воды) над соотвествующими формулами веществ. Под формулами запишем количества этих веществ по уравнению реакции. При этом следует помнить, что количество вещества в реакции равно коэффициенту перед соответствующей формулой. n=3моль_ n=Xмоль_ CH4(г)+2O2(г)=CO2(г)+2H2O(ж) n=1моль_ n=2моль_ 2) Составим пропорцию: по условию задачи: 5 моль метана приводит к образованию Х моль воды по уравнению реакции: 2 моль метана - 2 моль воды 3моль/1моль=Xмоль/2моль⟹X=3моль⋅2моль/1моль=6моль 3) Зная молярную массу воды и ее количество, легко определить ее массу: m(H2O)=n(H2O)⋅M(H2O)=6моль⋅18г/моль=108г Ответ: при сгорании 67,2л. метана образуется 108г. воды РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ (СОДЕРЖАНИЕ ПРИМЕСЕЙ) Определение Примеси- компоненты смеси, содержание которых гораздо меньше содержания основного компонента. Примесями также называют загрязняющие вещества; побочные продукты реакции и др. Задача 1 Определите объем кислорода, выделившегося в ходе реакции разложения 83г перманганат калия, содержащего 5% бескислородных примесей: 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 РЕШЕНИЕ 1) Так как примеси бескислородные, то при их разложении кислород выделяться не будет. Значит в первую очередь нужно определить массу чистого перманганат калия, то есть без примесей. Поскольку 83г - масса "грязного" перманганата калия, а 5% - содержание примесей, то массовая доля чистого вещества составит ω(KMnO4)(100-5)=95% или 0,095
2) Далее, по формуле определения массовой доли найдем массу чистого вещества: в-вав-васмесив-васмесив-ваωв-ва=mв-ваmсмеси(⋅100%)→mв-ва=mсмеси⋅ωв-ва
m(KMnO4)=m(смеси)⋅ω(KMnO4)=83г⋅0.95=79г 3) Найдем количество перманганат калия, вступившего в реакцию: n(KMnO4)=m(KMnO4)M(KMnO4)=79г158г/моль=0.5моль 4) Составим пропорцию, обозначив количество кислорода n(O2)=X моль: по уравнению реакции: при разложении 2 моль KMnO4 выделяется 1 моль O2 по условию задачи: 0,5 моль KMnO4------Х моль O2 мольмольмольмольмольмольмольмоль2моль0,5моль=1мольXмоль→X=0,5моль⋅1моль2моль=0.25моль 5. Найдем объем кислорода: мольл/мольлV(O2)=n(O2)⋅Vm=0.25моль⋅22.4л/моль=5.6л ОТВЕТ: выделится 5,6л кислорода РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ (ПРАКТИЧЕСКИЙ ВЫХОД) Понятие практический выход используется только для продуктов реакции и означает отклонение массы(объема) продукта от теоретически возможного. Это отклонение связано с погрешностями проведения эксперимента и присутствует во всех реакциях. практич.теорет.практич.теорет.η=mпрактич.mтеорет.η=Vпрактич.Vтеорет. Практический выход всегда меньше теоретического (меньше 100%). Решение подобных задач всегда следует начинать с определения теоретической массы (объема) продукта реакции, и уже потом находить отношение практической массы(объему) к теоретической. Например,: Задача 2 При взаимодействии 13г цинка с соляной кислотой образовалось 26,5г соли. Определите практический выход продукта. РЕШЕНИЕ Zn+2HCl=ZnCl2+H2 1) Составим уравнение реакции: Zn+2HCl=ZnCl2+H2 2) Запишем дано и расставим известные величины над веществами в уравнении реакции. Поскольку требуется найти практический выход ZnCl2 и дана его практическая масса, обозначим его теоретическую массу за Хг: Дано: гтеор.гm=13г_mтеор.=Xг_ m(Zn) = 13г Zn+2HCl=ZnCl2+H2 mпракт.практ.(ZnCl2) = 26,5г мольмольn=1мольn=1моль Найти: г/мольг/мольM=65г/мольM=136г/моль η(ZnCl2) -? ггm=65г_m=136г_ ______________________ 3) Составим пропорцию: по условию задачи 13 г цинка - Хг ZnCl2
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 136; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.12.34.178 (0.033 с.) |