Конспект урока: Расчёты по химическим уравнениям

Расчёты по химическим уравнениям

В химии проводят расчёты, чтобы узнать, какое количество реагентов потребуется для получения необходимой массы или объёма продукта. Это особенно важно в промышленности при производстве различных веществ.

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

При проведении вычислений очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения физических величин. 

В химии вычисления массы и объёма осуществляют с помощью количества вещества. Чтобы произвести расчёты по уравнению, необходимо сравнить коэффициенты перед формулами, зная, что они отражают в том числе и соотношение количеств веществ.

Способы решения задач по химическим уравнениям

Алгоритм решения задач по химическим уравнениям

Шаг 1: прочитать задачу.

Определите массу кислорода, необходимого для сжигания 7,2 граммов магния.

Шаг 2: записать условия задачи и молярные массы веществ, используя соответствующие обозначения.

Шаг 3: в решении составить уравнение реакции. 

$2 Mg + O_{2} = 2 MgO .$

Шаг 4: найти количество вещества через его массу или объём, который представлен в условиях задачи.

$n(\text{Mg}) = \frac{m(\text{Mg})}{M(\text{Mg})} = \frac{7{,}2\ \text{г}}{24\ \text{г}/\text{моль}} = 0{,}3\ \text{моль}$

Шаг 5: поставить полученное количество вещества над формулой вещества, над формулой неизвестного поставить х.

$\overset{0{,}3\ \text{моль}}{2\text{Mg}} + \overset{x\ \text{моль}}{\text{O}_{2}} = 2\text{MgO}$

Шаг 6: под формулами веществ записать количество необходимых для реакции веществ на основе коэффициентов.

$\underset{2\ \text{моль}}{\overset{0{,}3\ \text{моль}}{2\text{Mg}}} + \underset{1\ \text{моль}}{\overset{x\ \text{моль}}{\text{O}_{2}}} = 2\text{MgO}$

Шаг 7: составить пропорцию и решить её.

0,3 моль   —   х моль

2 моль        —   1 моль

х = 0,15 моль

Шаг 8: найти необходимую физическую величину вещества по соответствующей формуле:

$$m(\text{O}_{2}) = M(\text{O}_{2}) \cdot n(\text{O}_{2}) = 0{,}15\ \text{моль} \cdot 32\ \text{г}/\text{моль} = 4{,}8\ \text{г}$$

Шаг 9: записать ответ.

Ответ: m(O₂) = 4,8 г.

Пример 1

 

Найдите массу и объём кислорода (н. у.), который необходим для полного сжигания 4 г серы.

 

Записываем условие задачи:

 

В решении записываем уравнение горения серы:

$S + O_{2} = SO_{2}$

 

Находим количество известного  вещества (в данном случае серы).

Формула: $n = \frac{m}{M}$, где n — количество вещества, моль;

                                              m — масса вещества, г;

                                              М — молярная масса вещества, г/моль.

 

М(S) = 32 г/моль (из Периодической системы).

$n(\text{S}) = \frac{4}{32} = 0{,}125\ \text{моль}$

 

Отражаем соотношение реагирующих веществ на основе их коэффициентов:

$\frac{n ( S )}{n ( O_{2} )} = \frac{1}{1}$.

 

Находим количество искомого вещества — О₂:

$\frac{0{,}125\ \text{моль}}{x} = \frac{1\ \text{моль}}{1\ \text{моль}}$ 

$x = 0{,}125\ \text{моль}$

 

Находим массу кислорода по формуле $m = n \cdot M$:

$M(\text{O}_{2}) = 32\ \frac{\text{г}}{\text{моль}}$

$m ( O_{2} ) = 0,125 \cdot 32 = 4 \text{г}$.

 

Объём кислорода (V) найдём по формуле:  $V = n \cdot V_{m}$, где V_m — молярный объём. Для любых газов (при н. у.) V_m = 22,4 л/моль.

$V ( O_{2} ) = 0,125 \cdot 22,4 = 2,8 \text{л}$

 

Ответ: $V ( O_{2} ) = 2,8 \text{л} , m ( O_{2} ) = 4 \text{г}$.