Calcoli utilizzando equazioni chimiche. Con. Distretto di Chermen Prigorodny dell'Ossezia del Nord-Alania

Utilizzo del circuito a coefficienti stechiometrici reazione chimica si trasforma nella sua equazione, che riflette esplicitamente la legge di conservazione del numero di atomi di ciascun tipo durante la transizione dalle sostanze di partenza (reagenti) ai prodotti di reazione.

I coefficienti stechiometrici permettono di stabilire una relazione tra le quantità di sostanze che partecipano alla reazione in base alla seguente regola:

i coefficienti in un'equazione chimica specificanomolare proporzioni (rapporti) in cui le sostanze di partenza (reagenti) reagiscono e si formano i prodotti di reazione.

Consideriamo, ad esempio, la reazione di sintesi dell'ammoniaca:

3H2 + N2 = 2NH3,

per il quale, secondo la regola di cui sopra, possiamo scrivere

dove gli indici sono “ex”. e "arr." corrispondono alle quantità di sostanze reagite e formate. L'ultima relazione può essere presentata in un'altra forma:

a) per le sostanze H2 e N2:

o in altra forma
;

b) per le sostanze H 2 e NH 3:
O
;

c) per le sostanze N 2 e NH 3:
O
.

È facile vedere che tutte le proporzioni possono essere combinate e scritte come:

=
.

L'ultima uguaglianza è equazione di calcolo di base, collegando le quantità di sostanze reagite e i prodotti di reazione risultanti. Se necessario, le masse e i volumi dei partecipanti alla reazione possono essere introdotti in questa equazione dalle condizioni problematiche utilizzando le consuete relazioni.

Ad esempio, per la reazione

4FeS2(t) + 11O2 = 2Fe2O3 (t) + 8SO2 (g)

l'equazione di calcolo principale è:

e se vi inseriamo le masse solitamente specificate nei problemi per i solidi e i volumi per i gas, allora assumerà la forma seguente:

Metodo di calcolo l'utilizzo dell'equazione di progettazione di base di una reazione chimica include diversi punti generali:

1) Innanzitutto viene determinata la sostanza di supporto, la quantità in base alla quale vengono eseguiti tutti i calcoli successivi. Nella dichiarazione del problema viene specificata la massa, o il volume, o la concentrazione, che, a sua volta, consente di calcolare il numero di moli della sostanza di supporto. Di norma, questo non è molto difficile, ma l'eccezione si applica ai cosiddetti problemi di eccesso e carenza, quando sostanza di supporto bisogna scegliere due originali. Il fatto è che quando si prepara una miscela di reazione, le sostanze di partenza possono essere miscelate in qualsiasi proporzione, ma reagiranno sempre tra loro in proporzioni rigorosamente definite, che stabiliscono per loro coefficienti stechiometrici nell'equazione della reazione chimica. In queste condizioni, è del tutto possibile una situazione in cui una delle sostanze di partenza reagisce completamente, ma parte dell'altra rimane non reagita, e quindi si dice che la prima sostanza viene presa in carenza rispetto alla seconda e, al contrario, la seconda sostanza è in eccesso rispetto al primo. In questo caso, la sostanza di partenza assunta in carenza dovrebbe essere scelta come sostanza di supporto, poiché è la sua quantità che determinerà sia il completamento della reazione che la quantità di prodotti formati.

Come determinare una sostanza di supporto se il problema contiene dati (massa, volume, ecc.) per entrambe le sostanze di partenza? Lasciamo reagire due sostanze A e B

aA + bB → prodotti di reazione,

e le quantità iniziali di queste sostanze  0 (A) e  0 (B) possono essere calcolate dalle condizioni del problema.

Per rispondere alla domanda è necessario confrontare due numeri
, dove sono possibili tre opzioni:

io var.
, allora la miscela di reazione iniziale è detta stechiometrica e una qualunque di esse - A o B - può essere scelta come sostanza di supporto;

II var.
, allora la sostanza A sarà presa in eccesso e la sostanza B sarà quella di supporto;

III var.
, allora la sostanza B sarà in eccesso e la sostanza A sarà quella di supporto.

La fine delle reazioni chimiche irreversibili nella prima variante avviene al momento della scomparsa simultanea di entrambe le sostanze di partenza, e nelle altre due - al momento della scomparsa della sostanza assunta in carenza, e nella miscela finale di sostanze, insieme a i prodotti della reazione, ci sarà un residuo non reagito della sostanza prelevata in eccesso.

2) Dall'equazione di calcolo principale segue una semplice regola per determinare il numero di moli sostanze di partenza reagite e prodotti risultanti in base al numero di moli della sostanza di supporto:

Per determinare il numero di moli di una sostanza che ha reagito o formatosi in una reazione, è necessario dividere il numero di moli della sostanza di riferimento per il suo coefficiente stechiometrico e moltiplicare questo risultato per il coefficiente stechiometrico della sostanza da determinare.

Per la reazione 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,

dove la sostanza portante, ad esempio, è l'alluminio, possiamo scrivere:

Dopo aver determinato le quantità di sostanze che ci interessano, è facile calcolare le loro masse, volumi e concentrazioni, cioè quelle caratteristiche dei partecipanti a una reazione chimica che compaiono nella formulazione del problema.

Così, schema generale il calcolo utilizzando l'equazione della reazione chimica può essere presentato come:

Reazione irreversibile.

Permettere E quantità iniziali dei reagenti A e B e
, cioè. la sostanza A viene quindi assunta in eccesso

UN A+ V B = Con C+ D D

Reazione reversibile.

In questo caso, la reazione termina con l'instaurazione dell'equilibrio chimico e la miscela di equilibrio contiene sia i prodotti di reazione che il resto delle sostanze di partenza. Supponiamo che nel momento in cui si stabilisce l'equilibrio, ad esempio, X Una mole di prodotto C è quindi una sostanza di supporto

UN A+ V B Con C+ D D

Esempio 1. Una soluzione contenente 20,0 g di idrossido di sodio ha assorbito 6,72 l anidride carbonica(BENE.). Determinare i prodotti di reazione e le loro quantità.

Quando una soluzione alcalina assorbe ossidi acidi (CO 2 , SO 2 , P 2 O 5 , ecc.) o composti di idrogeno (H 2 S , ecc.), che corrispondono agli acidi polibasici, al primo stadio, con un eccesso di alcali , si formano sempre sali medi, che nella seconda fase, in presenza di un eccesso di reagente assorbito, si trasformano parzialmente o completamente in sali acidi:

CO2 (gas) + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

L'anidride carbonica rimanente reagisce con il carbonato di sodio:

Na 2 CO 3 + CO 2 (gas) + H 2 O = 2 NaHCO 3

Quindi, la soluzione contiene una miscela di sali: 0,1 mol di NaHCO 3 e 0,2 mol di Na 2 CO 3.

Esempio 2. In un bicchiere sono stati aggiunti 6 g di idrossido di sodio con 200 ml di soluzione di acido fosforico con una concentrazione molare di 0,5 mol/l. Determinare la composizione della soluzione dopo la fine della reazione.

Quando si neutralizzano gli acidi polibasici con alcali (NaOH, KOH, NH 3, ecc.), Gli atomi di idrogeno vengono successivamente sostituiti con un gruppo metallico o ammonio e la composizione dei prodotti di reazione dipende dal rapporto tra le quantità di reagenti. Nel nostro caso, se – si forma NaH 2 PO 4; se 1: 2, allora Na 2 HPO 4 e se 1: 3, allora Na 3 PO 4.

Nei casi intermedi si verifica una miscela di sali.
, – esiste un'opzione intermedia tra 1: 1 e 1: 2, quindi la reazione avviene in due fasi:

H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

Quindi, nella soluzione dopo la reazione c'è una miscela di sali - 0,05 mol ciascuno di NaH 2 PO 4 e Na 2 HPO 4.

Successo nella realizzazione calcoli utilizzando catene di equazioni chimiche nel caso in cui il prodotto di una reazione sia il materiale di partenza per un'altra, dipende dalla scelta corretta della sequenza di transizioni da un'equazione all'altra. Scelta una sostanza di supporto in base alle condizioni del problema, è conveniente indicare con le frecce la sequenza di calcolo, ricordando che la sostanza ottenuta nella reazione precedente viene utilizzata nella stessa quantità in quella successiva se, ovviamente, non ci sono perdite durante l'intero processo multistadio e la resa di ogni reazione è del 100%.

Esempio 3. Quanti litri di cloro e idrogeno (n.s.) sono necessari per ottenere acido cloridrico capace di neutralizzare una soluzione alcalina che si forma quando si sciolgono 13,7 g di bario in acqua.

Componiamo le equazioni di tutte le reazioni e utilizziamo le frecce per indicare la sequenza dei calcoli:

Sostanza di supporto bario e sua quantità

(Ba) =
.

Catena di calcoli:

equazione (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

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

(Cl 2) =(H 2) =
,

allora V(H2) = V(Cl2) = 0,1 mol · 22,4 l/mol = 2,24 l.

Al momento di decidere problemi che coinvolgono miscele di sostanzeÈ necessario innanzitutto che ciascun componente della miscela registri separatamente tutte le reazioni chimiche a cui può partecipare a seconda delle condizioni del problema. Le sostanze della miscela iniziale vengono solitamente selezionate come sostanze di supporto e le loro quantità (numero di moli) vengono designate come incognite - x, y, z, ...., quindi vengono redatte equazioni di bilancio materiale in base al numero, alla massa o volume (per i gas) dei partecipanti alle reazioni chimiche, dove gli ultimi due devono essere espressi in termini di incognite. Il numero di equazioni di bilancio deve essere uguale al numero di incognite. Nell'ultima fase viene risolto il sistema risultante di equazioni algebriche.

Esempio 4. La combustione di 13,44 litri (n.) di una miscela di idrogeno, metano e monossido di carbonio ha prodotto 8,96 litri di anidride carbonica e 14,4 g di acqua. Determinare la quantità di gas nella miscela.

Equazioni di reazione:

2H2 + O2 = 2H2O(I)

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (II)

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

Sostanze di supporto – CH4, H2 e CO; indichiamo le loro quantità

ν(H2) = x; ν(СH4) = y; ν(CO) = z.

Creiamo tre equazioni di bilancio in base al numero di incognite:

a) saldo in volume della miscela:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13,44 l, inserisci le incognite:

xVm + yVm + zVm = 13,44 oppure x + y + z =
0,6 moli;

b) saldo per la quantità di CO 2:

ν(CO2/II) + ν(CO2/III) = ν totale. (CO2), ma

;

ν(CO2/II) = ν(CH4) = y; ν(CO2/III) =
z, allora y + z = 0,4.

c) equilibrio nella quantità di H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν totale. (H 2 O), ma

,

;
,

allora x + 2y = 0,8.

Quindi, otteniamo un sistema di equazioni della forma

,

che si risolve facilmente per via orale

x = 0,2 moli; y = 0,3 moli; z = 0,1 mol.

Schema dettagliato della lezione "Calcoli utilizzando equazioni chimiche".

Libro di testo: O.S. Gabrielyan.

Classe: 8

Argomento della lezione: Calcoli utilizzando equazioni chimiche.

Tipo di lezione: combinato.

Obiettivi formativi: introdurre calcoli utilizzando equazioni chimiche; sviluppare la conoscenza degli studenti sui calcoli utilizzando equazioni chimiche; iniziare a sviluppare abilità nella composizione di equazioni chimiche e nel calcolo di equazioni.

Compiti educativi: continuare la formazione di una visione del mondo delle scienze naturali, un'idea dell'individuo e del tutto.

Compiti di sviluppo: continuare a sviluppare la capacità di osservare, analizzare, spiegare e trarre conclusioni.

Metodi di insegnamento: verbale (spiegazione e racconto dell'insegnante), verbale - visivo (spiegazione utilizzando appunti sulla lavagna).

Attrezzatura: lavagna, tavolo di D.I.

Avanzamento della lezione:

1. Momento organizzativo (2-5 min.)

Ciao ragazzi, accomodatevi. Oggi nella lezione io e te dovremo imparare come eseguire calcoli utilizzando le equazioni chimiche.

2. Test di conoscenze e abilità (10 – 15 min.)

Nelle lezioni precedenti abbiamo esaminato le equazioni delle reazioni chimiche, ricordiamo cos'è un'equazione chimica? (Un'equazione chimica è una rappresentazione convenzionale di una reazione chimica utilizzando formule chimiche e simboli matematici).

In base a quale legge si scrivono le reazioni chimiche? (Legge di conservazione della massa delle sostanze).

Come suona? (La massa delle sostanze che sono entrate in una reazione chimica è uguale alla massa delle sostanze che ne risultano).

3. Spiegazione del nuovo materiale (20 – 30 min.)

Usando un'equazione chimica, puoi determinare quali sostanze hanno reagito e quali si sono formate, e puoi anche usare un'equazione chimica per calcolare la massa, il volume e la quantità delle sostanze reagenti.

Per i calcoli, è molto importante scegliere le unità di massa, volume e quantità di una sostanza che corrispondono tra loro. Apriamo i libri di testo a pagina 146 e troviamo la tabella n.7. Utilizzando questa tabella, consideriamo il rapporto tra alcune unità di quantità fisiche e chimiche.

Per risolvere i problemi di calcolo in chimica, puoi utilizzare un algoritmo. L'algoritmo per la risoluzione dei problemi è riportato nel libro di testo a pagina 147.

Utilizzando l'algoritmo di problem solving, risolviamo il seguente problema:

Compito: Calcolare il volume di idrogeno (n.) necessario per reagire con 230 kg di ossido di ferro (III). Calcolare la quantità di acqua che si forma in questo caso.

Dato: Soluzione:

m(Fe 2 O 3) = 230 kg 1. Scrivi l'equazione della reazione chimica:

V(H2) - ?

n(H2O) - ? 2. Annota i valori numerici noti e sconosciuti sopra le formule delle sostanze nell'equazione.

Poiché la massa è espressa in chilogrammi, troviamo il volume in metri cubi e la quantità di sostanza è in kilomoli. Poi:

230 kg x m 3 y kmol

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

dove x è il volume dell'idrogeno V(H 2), y è la quantità di sostanza acquosa n(H 2 O).

3. a) Trova la massa di 1 kmol Fe 2 O 3 specificata dall'equazione chimica e scrivi il valore risultante sotto la sua formula:

Mr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,

M(Fe2O3) = 160 kg/kmol.

b) Trova il volume di 3 kmol di idrogeno V = Vm*n specificato dall'equazione, scrivi il valore trovato sotto la formula dell'idrogeno: V(3H 2) = 22,4 m 3 /kmol * 3 kmol = 67,2 m 3.

c) Sotto la formula dell'acqua indichiamo la sua quantità specificata dall'equazione - 3 kmol.

L'equazione diventa

230 kg x m 3 y kmol

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

160 kg 67,2 m 3 3 kmol

4. Componiamo e risolviamo le proporzioni:

a) 230 = x, x = 230*67,2 = 201,6 (m3) – volume di idrogeno V(H2)

b) 230 = y, y = 230*3 = 9 (kmol) – la quantità di sostanza acqua n(H 2 O).

4.Consolidamento primario delle conoscenze (10 – 12 min.)

Risolvere i problemi (se possibile, in diversi modi):

Compito 1. 0,1 mol di zinco reagiscono con l'ossigeno. Quanto ossigeno è necessario? Quanto ossido di zinco si forma?

Compito 2. Lo zinco reagisce con l'ossigeno in una quantità di 0,1 mol. Determinare la massa di ossigeno che reagisce, nonché la massa di ossido di zinco formato.

Compito 3. L'alluminio del peso di 6,3 g reagisce con l'ossigeno. Determinare le masse di ossigeno e l'ossido di ferro risultante se l'alluminio contiene il 20% di impurità.

Compito 4. Quale volume di idrogeno (n.s.) verrà rilasciato quando 2,7 g di acido cloridrico al 25% reagiscono con la quantità di alluminio richiesta dalla reazione? Qual è questa quantità di sostanza?

Compito 5. Quale volume di anidride carbonica verrà rilasciato quando vengono bruciati 60 kg di carbone?

Compito 6. Quante moli di ossido di calcio si formano quando 8 g di calcio contenente il 30% di impurità vengono bruciati in ossigeno?

5. Riepilogo della lezione (1 -3 min.)

Oggi in classe ci siamo ricordati ancora una volta di aver scritto equazioni chimiche e abbiamo imparato come eseguire calcoli utilizzando equazioni chimiche.

6. Compiti a casa(1 – 4 minuti)

§28, assegnazione nelle cartelle di lavoro.

Quale massa di ossido di ferro (III) si forma quando 0,6 mol di ferro vengono bruciate nell'aria?

Calcolare la massa di solfuro di alluminio che si forma quando 5,4 g di polvere di alluminio vengono fusi con lo zolfo. Quanti grammi di solfuro di ferro (II) si formano quando 11,2 g di polvere di ferro vengono fusi con lo zolfo?

Determinare la massa di magnesio necessaria per ottenere 19 g di cloruro di magnesio (ad esempio bruciando il magnesio nel cloro).

Quanti litri di acido cloridrico si formano quando il cloro reagisce con 5,5 litri di idrogeno?

Quale volume di idrogeno può reagire con 150 litri di ossigeno?

Quale volume di anidride carbonica si forma bruciando 8 litri di metano CH 4?

Quale volume di anidride carbonica viene prodotto quando vengono bruciati 480 g di carbone?

Quanto ossigeno verrà rilasciato durante la decomposizione? scossa elettrica 100 g di acqua?

Quale volume di azoto si forma durante l'esplosione di 1 g di ioduro di azoto:

2NJ3 = N2 + 3J2

Quanti grammi di ossido di zolfo (IV) si formano quando vengono bruciati 12,8 di zolfo?

Quale massa di ossido di magnesio si è formata quando 6 g di trucioli di magnesio sono stati bruciati in ossigeno?

Quanti grammi di acqua vengono prodotti quando 9 g di idrogeno vengono bruciati nell'ossigeno?

Quanti grammi di alluminio devono essere prelevati per ottenere 30,6 g di ossido di alluminio?

Quanti grammi di litio devono essere bruciati in ossigeno per produrre 15 g di ossido di litio?

Quanti grammi di cloruro di sodio si formano quando 11,5 g di sodio vengono bruciati nel cloro?

Quante moli di ferro devono essere prelevate per ottenere 32,5 g di cloruro di ferro (III)?

Quanti grammi di alluminio sono necessari per ottenere 80,1 g di cloruro di alluminio?

Quante moli di ossido di calcio si formano quando 8 g di calcio vengono bruciati nell'ossigeno?

Quanti grammi di cloruro di alluminio vengono prodotti quando 10,8 g di foglio di alluminio vengono bruciati nel cloro?

Stechiometria- rapporti quantitativi tra sostanze reagenti.

Se i reagenti entrano in un'interazione chimica in quantità rigorosamente definite e come risultato della reazione si formano sostanze, la cui quantità può essere calcolata, tali reazioni vengono chiamate stechiometrico.

Leggi della stechiometria:

Vengono chiamati i coefficienti nelle equazioni chimiche prima delle formule dei composti chimici stechiometrico.

Tutti i calcoli che utilizzano equazioni chimiche si basano sull'uso di coefficienti stechiometrici e sono associati alla ricerca delle quantità di una sostanza (numero di moli).

La quantità di sostanza nell'equazione di reazione (numero di moli) = il coefficiente davanti alla molecola corrispondente.

N / A=6,02×10 23 mol -1.

η - rapporto tra la massa effettiva del prodotto m pag ad un teoricamente possibile M t, espresso in frazioni di unità o in percentuale.

Se la resa dei prodotti di reazione non è indicata nella condizione, nei calcoli viene considerata pari al 100% (resa quantitativa).

Schema di calcolo utilizzando le equazioni delle reazioni chimiche:

1. Scrivi un'equazione per una reazione chimica.
2. Sopra le formule chimiche delle sostanze scrivi le quantità note e sconosciute con le unità di misura.
3. Sotto le formule chimiche delle sostanze con note e incognite, annota i valori corrispondenti di queste quantità trovate dall'equazione di reazione.
4. Componi e risolvi una proporzione.

Esempio. Calcolare la massa e la quantità di ossido di magnesio formatosi durante la combustione completa di 24 g di magnesio.

Problema 121.
Miscela di 7,3 g di HCI con 4,0 g di NH 3 . Quanti grammi di NH 4 Si forma C1? Trova la massa di gas rimanente dopo la reazione.
Soluzione:
L'equazione di reazione è:

NH3 + HCl = NH4Cl

I pesi molecolari di HCl, NH 3 e NH 4 Cl sono rispettivamente 36,453, 17 e 53,453. Pertanto le loro masse molari sono 36.453; 17; 53,453 g/mol. Secondo l'equazione di reazione, 1 mole di HCl reagisce con 1 mole di NH 3 per formare 1 mole di NH4Cl. Scopri quale sostanza scarseggia:

C'è una carenza di 0,2 moli di HCl, il che significa che calcoliamo la massa del sale risultante NH 4 Cl in base alla quantità di acido cloridrico:

m(NH4Cl) = 0,2 . 53,453 = 10,69 g.

Quindi calcoliamo la massa di NH3 che ha reagito con HCl:

m(NH3) = 0,2. 17 = 3,4 g.

Risposta: 10,69 g NH4CI; 3,4 gNH3.

Problema 122.
Quale volume d'aria è necessario per bruciare 1 m3 di gas avente la seguente composizione in volume: 50% H2, 35% CH4, 8% CO, 2% C2H4 e 5% impurità non combustibili. Il contenuto volumetrico di ossigeno nell'aria è del 21%.
Soluzione:
Calcoliamo il volume di ossigeno necessario per bruciare i gas.

a) Equazione per la reazione di combustione dell'idrogeno:

2H2 + O2 = 2H2O

Troviamo il volume di idrogeno contenuto in 1 m 3 di gas dalla proporzione:

Secondo l'equazione di reazione, la combustione di 2 moli di H2 consuma 1 mole di O2, ovvero la combustione di 44,8 litri di idrogeno richiede 22,4 litri di ossigeno.

b) Equazione per la reazione di combustione del metano:

CH4 + O2 = CO2 + 2H2O

Troviamo il volume di metano contenuto in 1 m3 di gas dalla proporzione:

Secondo l'equazione di reazione per la combustione di 1 mole di CH 4 vengono consumate 2 moli di O 2, cioè la combustione di 22,4 litri di metano richiede 44,8 litri di ossigeno.

Troviamo il volume di ossigeno consumato dalla proporzione:

c) Equazione per la reazione di combustione del monossido di carbonio:

2CO + O2 = 2CO2

Trovare il volume di monossido di carbonio contenuto in 1 m3 di gas dalla proporzione:

Secondo l'equazione di reazione, la combustione di 2 moli di CO richiede 1 mole di O2, ovvero la combustione di 44,8 litri di monossido di carbonio richiede 22,4 litri di ossigeno.

Troviamo il volume di ossigeno consumato dalla proporzione:

d) Equazione della reazione di combustione dell'etilene:

C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O

Secondo l'equazione di reazione per la combustione di 1 mole di C2H4, vengono consumate 3 moli di O2, cioè viene consumato tre volte più ossigeno dell'etilene.

L'ossigeno per la combustione dell'etilene richiede un volume tre volte maggiore dell'etilene, ovvero 60 litri (20,3 = 60).

Ora troviamo il volume totale di ossigeno speso per bruciare 1 m 3 di gas:

V(O2) = 250 + 700 + 40 + 60 = 1050 l.

Calcoliamo dalla proporzione il volume d'aria contenente 1050 litri di ossigeno

Risposta: 5m3

Problema 123.
Quando il vapore acqueo viene fatto passare sul carbone caldo, si ottiene un gas d'acqua, costituito da volumi uguali di CO e H 2. Quale volume di gas d'acqua (condizioni normali) può essere ottenuto da 3,0 kg di carbone?
Soluzione:

C(k) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)

Secondo l’equazione di reazione, da una mole di carbone e una mole di acqua si forma il “gas d’acqua”, costituito da una mole di monossido di carbonio e una mole di idrogeno. La massa molare del carbonio è 12 kg/kmol; 1 kmmole di “gas acqua” occupa un volume di 44,8 m 3 .

Calcoliamo il volume di gas d'acqua formato da 3 kg di carbone dalla proporzione:

Risposta: 11,2 m3.

Problema 124.
Il carbonato di calcio si decompone quando riscaldato in CaO e CO 2. Quale massa di calcare naturale contenente il 90% (in peso) di CaCO 3 sarà necessaria per ottenere 7,0 tonnellate di calce viva?
Soluzione:
Equazione per la reazione:

CaCO3CaO + CO2

Le masse molecolari di CaCO 3 e CaO sono rispettivamente 100 e 56, quindi le loro masse molari sono 100 e 56 g/mol. Secondo l'equazione di reazione, 1 mole di CaCO 3 forma 1 mole di CaO. Troviamo la resa teorica della calce viva dalla proporzione:

Troviamo la massa del calcare naturale dalla proporzione:

Risposta: 13,9t.

Problema 125.
Una soluzione contenente 5,0 g di KOH è stata aggiunta ad una soluzione contenente 6,8 g di AICl 3 . Trova la massa del sedimento formato.
Soluzione:
Equazione per la reazione:

AICl3 + 3KOH = Al(OH)3 ↓ + 3H2O

Le masse molari di AlCl 3, KOH e Al(OH)3 sono rispettivamente 133,34; 56 e 78 g/mol. Calcoliamo la quantità di reagenti utilizzando la formula:

Dove N
Da qui

Secondo l'equazione di reazione, 1 mole di AlCl 3 reagisce con 3 mole di KOH per formare 1 mole di Al(OH) 3, cioè Il KOH dovrebbe essere 0,15 mol (0,05 . 3 = 0,15), che viene preso in base alle condizioni del problema (0,09 mol). Pertanto, KOH scarseggia, quindi calcoliamo la massa di Al(OH) 3 utilizzando KOH, otteniamo:

Risposta: 2,3 g

Problema 126.
3,36 L di anidride carbonica prelevati in condizioni normali sono stati fatti passare attraverso una soluzione contenente 7,4 g di idrossido di calcio. Trova la massa della sostanza formata come risultato della reazione.
Soluzione:
L'equazione di reazione è:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O

Le masse molecolari di Ca(OH)2 e CaCO3 sono rispettivamente 74 e 100, quindi le loro masse molari sono 74 e 100 g/mol. Secondo l'equazione di reazione, 1 mol di CaCO 3 è formata da 1 mol di Ca(OH) 2 e 1 mol di CO 2. Calcoliamo la quantità di sostanze reagenti utilizzando la formula

Dove N- quantità di sostanza, mol; m(B) – massa della sostanza, g; M(B) – massa molare, g/mol.

Di conseguenza la CO 2 viene prelevata in eccesso e quindi calcoleremo la massa della CaCO 3 formata utilizzando Ca(OH) 2.

m(CaCO3) = n(CaCO3) . M(CaCO3) = 0,1 . 100 = 10 g.

Risposta: 10 g

3Сu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Le masse molari di Cu e Cu(NO 3) 2 sono rispettivamente 63,55 e 187,55 g/mol. Secondo l'equazione di reazione, da 3 moli di Cu si formano 3 moli di Cu (NO 3) 2. Calcoliamo la massa di Cu(NO 3) 2 formata quando 10 g di rame vengono sciolti in acido nitrico:

Trovare la massa molare del nitrato di rame idrato cristallino:

M[(Cu(NO3)2) . 3H2O] = 187,55 + (3 . 18) = 214,55 g/mol.

Calcoliamo la massa dell'idrato cristallino di rame formato:

Risposta: 38 g

Problema 128.
Quando 3,90 g di una miscela di alluminio e suo ossido furono trattati con una soluzione di idrossido di sodio, furono rilasciati 840 ml di gas, misurati in condizioni normali. Determinare la composizione percentuale (in peso) della miscela iniziale.
Soluzione:
Equazioni delle reazioni che si verificano:

Di conseguenza, l'idrogeno si forma quando l'alluminio viene sciolto in una soluzione alcalina. Secondo l'equazione di reazione, da 2 mol di Al (2 . 27 = 54 g) 3 mol H 2 o 67,2 l (3 . 22,4 = 67,2). Calcoliamo la massa di alluminio nella miscela dalla proporzione:

Ora troviamo la percentuale di alluminio nella miscela utilizzando la formula:

Dove (B) è la frazione di massa della sostanza (B) come percentuale, %; m(B) - massa della sostanza (B) nella miscela, g; m(miscela) - massa di una miscela di sostanze, g.

Risposta: 17,3%.

Problema 129.
Polvere di magnesio parzialmente ossidata trattata da 5,10 g acido cloridrico. In questo caso sono stati rilasciati 3,74 litri di H 2, misurati in condizioni normali. Quale percentuale di magnesio (in massa) era contenuta nel campione?
Soluzione:
Equazione per la reazione:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

La massa molare del Mg è 24,312 g/mol, volume molare il gas è 22,4 l/mol. Secondo l’equazione di reazione, 1 mole di magnesio libera 1 mole di idrogeno. Calcoliamo la massa di magnesio disciolta nell'acido dalla proporzione:

La composizione percentuale di magnesio nel campione è determinata dalla proporzione:

La lezione è dedicata alla continuazione dello studio dell'argomento "Equazione di una reazione chimica". La lezione discute i calcoli più semplici utilizzando l'equazione di una reazione chimica, relativa al rapporto tra le quantità di sostanze che partecipano alla reazione.

Argomento: idee chimiche iniziali

Lezione: Equazione della reazione chimica

1. Il rapporto tra le quantità di sostanze che partecipano alla reazione

I coefficienti nell'equazione di reazione mostrano non solo il numero di molecole di ciascuna sostanza, ma anche il rapporto tra le quantità di sostanze che partecipano alla reazione. Quindi, secondo l'equazione di reazione: 2H2 + O2 = 2H2O - si può sostenere che per formare una certa quantità di acqua (ad esempio 2 mol) è necessaria la stessa quantità di mol sostanza semplice idrogeno (2 mol) e metà della mole della sostanza semplice ossigeno (1 mol). Diamo esempi di tali calcoli.

2. Compito 1

COMPITO 1. Determiniamo la quantità di sostanza ossigeno formata a seguito della decomposizione di 4 moli di acqua.

ALGORITMO per la risoluzione del problema:

1. Scrivi l'equazione di reazione

2. Componi una proporzione determinando le quantità di sostanze secondo l'equazione di reazione e secondo le condizioni del problema (designa la quantità sconosciuta della sostanza come x mole).

3. Crea un'equazione (dalla proporzione).

4. Risolvi l'equazione, trova x.

Riso. 1. Formulazione di una breve condizione e soluzione del problema 1

3. Compito 2COMPITO 2. Quale quantità di ossigeno è necessaria per bruciare completamente 3 moli di rame?Usiamo un algoritmo per risolvere i problemi utilizzando l'equazione di una reazione chimica.

Riso. 2. Formulazione di una breve condizione e soluzione del problema 2.

Studia attentamente gli algoritmi e scrivili su un quaderno, risolvi tu stesso i problemi proposti

IO. Utilizzando l'algoritmo, risolvi tu stesso i seguenti problemi:

1. Calcolare la quantità di sostanza ossido di alluminio formata come risultato dell'interazione dell'alluminio con una quantità di 0,27 mol di sostanza con una quantità sufficiente di ossigeno (4Al+3O 2 =2Al2O3).

2. Calcolare la quantità di sostanza di ossido di sodio formata a seguito dell'interazione del sodio con una quantità di sostanza di 2,3 moli con una quantità sufficiente di ossigeno(4Na+O2 =2Na2O).

Algoritmo n. 1

Calcolare la quantità di una sostanza da una quantità nota della sostanza coinvolta in una reazione.

Esempio. Calcola la quantità di ossigeno rilasciata a seguito della decomposizione dell'acqua con una quantità di sostanza di 6 mol.

II. Utilizzando l'algoritmo, risolvi tu stesso i seguenti problemi:

1. Calcolare la massa di zolfo necessaria per ottenere l'ossido di zolfo (IV) con una quantità di sostanza di 4 mol (S + O 2 =SO2).

2. Calcolare la massa di litio necessaria per ottenere cloruro di litio con una quantità di sostanza di 0,6 mol (2Li+Cl2 = 2LiCl).

Algoritmo n. 2

Calcolo della massa di una sostanza a partire da una quantità nota di un'altra sostanza coinvolta in una reazione.

Esempio: calcolare la massa di alluminio necessaria per ottenere ossido di alluminio con una quantità di sostanza di 8 mol.

III. Utilizzando l'algoritmo, risolvi tu stesso i seguenti problemi:

1. Calcolare la quantità di solfuro di sodio se lo zolfo del peso di 12,8 g (2Na+S=Na2S) reagisce con il sodio.

2. Calcolare la quantità di sostanza di rame formata se l'ossido di rame (II) del peso di 64 g reagisce con l'idrogeno (CuO + H2 = Cu + H2 O).

Studia attentamente l'algoritmo e scrivilo sul tuo quaderno.

Algoritmo n. 3

Calcolare la quantità di una sostanza dalla massa nota di un'altra sostanza che partecipa a una reazione.

Esempio. Calcolare la quantità di ossido di rame (I) se il rame del peso di 19,2 g reagisce con l'ossigeno.

Studia attentamente l'algoritmo e scrivilo sul tuo quaderno.

IV. Utilizzando l'algoritmo, risolvi tu stesso i seguenti problemi:

1. Calcola la massa di ossigeno necessaria per reagire con il ferro che pesa 112 g

(3Fe + 4O2 =Fe3 O4).

Algoritmo n. 4

Calcolo della massa di una sostanza dalla massa nota di un'altra sostanza che partecipa alla reazione

Esempio. Calcolare la massa di ossigeno necessaria per la combustione del fosforo, del peso di 0,31 g.

COMPITI PER UNA SOLUZIONE INDIPENDENTE

1. Calcolare la quantità di sostanza ossido di alluminio formata come risultato dell'interazione dell'alluminio con una quantità di sostanza di 0,27 moli con una quantità sufficiente di ossigeno (4Al + 3O2 = 2Al2 O3).

2. Calcolare la quantità di sostanza di ossido di sodio formata come risultato dell'interazione del sodio con una quantità di sostanza di 2,3 moli con una quantità sufficiente di ossigeno (4Na + O2 = 2Na2 O).

3. Calcolare la massa di zolfo necessaria per ottenere l'ossido di zolfo (IV) con una quantità di sostanza di 4 mol (S+O2 =SO2).

4. Calcolare la massa di litio necessaria per ottenere cloruro di litio con una quantità di sostanza di 0,6 mol (2Li+Cl2 = 2LiCl).

5. Calcolare la quantità di solfuro di sodio se lo zolfo del peso di 12,8 g (2Na+S=Na2S) reagisce con il sodio.

6. Calcolare la quantità di sostanza di rame formata se l'ossido di rame (II) del peso di 64 g reagisce con l'idrogeno (CuO + H2 = Cu + H2 O).

ESERCIZI

Simulatore n. 1 - Analisi dell'equazione della reazione chimica

Simulatore n. 6 - Calcoli stechiometrici