Алгоритмы решения расчётных задач по химии
Алгоритм решения расчётных задач
Внимательно прочитайте условие задачи.
Слева, запишите слово «Дано», а под ним кратко данные задачи и что необходимо найти.
Правее запишите слово «Решение», и производите все остальные записи и расчёты под ним:
а)
запишите уравнение реакции, если данная задача подразумевает какое-либо химическое взаимодействие;
в уравнении одной чертой подчёркните химические формулы веществ, данные которых (m, V, () указаны в условиях задачи, а двумя чертами – формулы тех веществ, данные которых требуется вычислить;
по уравнению реакции определите: количество (моль) тех веществ, формулы которых подчёркнуты (одной или двумя чертами). Коэффициент, стоящий перед формулами подчёркнутых (в данном случае) веществ, будет показывать количества данных веществ ((): Mr , M, V, Vm;
найденные значения запишите под соответствующими химическими формулами;
б) запишите расчётные формулы, необходимые для решения данной задачи;
в) произведите расчёты;
4. Запишите ответ.
I. Вывод химической формулы
1. Нахождение химической формулы вещества по массовым долям элементов.
Задача 1. Элементарный состав вещества следующий: массовая доля элемента железа 0,7241 (или 72,41 %), массовая доля кислорода 0,2759 (или 27,59 %). Выведите химическую формулу.
2. Нахождение химической формулы по отношению масс элементов, входящих в состав данного вещества.
Задача 2. Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 9 массовых частей алюминия и 8 массовых частей кислорода.
Задача 3. В состав вещества входят 30,7 % калия, 25,2 % серы, 44 % кислорода. Вывести формулу этого соединения.
Задача 4. Подвергнув анализу вещество, установили, что в его состав входят: натрий с массовой долей 0,4207 (или 42,07 %), фосфор с массовой долей 0,1891 (или 18,91 %), кислород с массовой долей 0,3902 (или 39,02 %). Найдите форму соединения.
II. Расчёты по химическим формулам
Вычисление относительной молекулярной массы вещества Мr.
Задача 1. Найдите относительную молекулярную массу сульфата натрия Na2SO4.
2. Нахождение отношения масс элементов по химической формуле сложного вещества.
Задача 2. Найдите отношение масс элементов в гидроксиде кальция.
3. Нахождение содержания массовых долей элементов в сложном веществе.
Задача 3. Вычислите массовые доли элементов в гидроксиде натрия.
4. Нахождение массы элемента по известной массе сложного вещества.
Задача 4. Вычислите, сколько фосфора содержится в 10 т фосфата кальция Ca3(PO4)2.
5. Нахождение массы сложного вещества по заданной массе элемента.
Задача 5. В какой массе оксида меди (II) содержится 3,2 т меди?
III. Расчёты с использованием понятия «моль».
1. Вычисление количества вещества, соответствующего определённой массе вещества.
Задача 1. Какое количество вещества составляют 66 г оксида углерода (IV)?
Задача 2. В результате реакции получено 22 г сульфата железа (II). Какое количество сульфата железа (II) соответствует этой массе?
2. Вычисление массы вещества по известному числу молей вещества.
Задача3. Дано 2 моль серной кислоты. Вычислите массу серной кислоты.
Задача 4. В реакции с серой взаимодействует 0,5 моль железа. Определите массу железа, которую следует взять для реакции.
3. Вычисление числа атомов и молекул, содержащихся в определённой массе вещества.
Задача 5. Сколько молекул содержится в 36 г воды?
IV. Расчёты, связанные с использованием плотностей, относительных плотностей и молярного объёма газов
1. Нахождение плотности и относительной плотности газа по химической формуле данного газа.
Задача 1. Вычислите плотность и относительные плотности оксида углерода (IV) по водороду, метану, воздуху.
Вычисление объёма определённой массы газообразного вещества при н.у.
Задача 2. Какой объём занимают 48 г кислорода?
3. Вычисление массы газообразного вещества, занимающего определённый объём.
Задача 3. Вычислите массу газовой смеси, состоящей из 5,6 м3 метана и 2,24 м3 оксида углерода (II).
4. Вычисление массы вещества по уравнениям химических реакций, в которых участвуют или образуются газы.
Задача 4. Какой объём кислорода и воздуха потребуется, чтобы сжечь 224 м3 оксида углерода (II), если содержание в нём негорючих примесей в объёмных долях равно 0,25 (или 25 %).
Дано: Решение:
V (СО) = 224 м3 1) Вычисляем, сколько чистого оксида углерода (II) содержится в смеси
( (прим.) = 25 % 100 % – 25 % = 75 % (чистого СО)
Найти: в 100 м3 смеси содержится 75 м3 СО
V (O2) -? в 224 м3 ----------------- x м3; x = 13 EMBED Equation.3 1415 =168 (м3) – V(CO)
V (возд.) -? 2) Определяем, какой объём кислорода потребуется, чтобы сжечь 168 м3 оксида углерода (II).
Запишем уравнение химической реакции, расставим коэффициенты:
168 м3 у м3
2 СО + О2 = 2СО2
2 моль 1 моль
Vm 22,4 м3/моль
V (CO) = 2 (22,4 =44,8 (м3) V (O2) = 1(22,4 = 22,4 (м3)
13 EMBED Equation.3 1415; y =13 EMBED Equation.3 1415= 84 V (O2) = 84 м3
3) Находим объём воздуха, необходимый для реакции.
Воздух содержит 0,209 объёмных долей (или20,9 %) кислорода. Отсюда следует:
100 м3 воздуха содержит 20,9 м3 кислорода
z м3 ------------------------ 84 м3 кислорода
13 EMBED Equation.3 1415; z = 13 EMBED Equation.3 1415= 401,9 (м3) - V (возд.)
Ответ: 84 м3 кислорода; 401,9 м3 воздуха.
Задача 5. Сколько граммов воды образуется при взрыве смеси 2 г водорода и 20 г кислорода.
V. Расчёты, связанные с определением массовой доли растворённого вещества в растворе
1. Вычисление массы растворённого вещества и растворителя, если известны массовая доля растворённого вещества и масса раствора.
Задача 1. Вычислите массу хлорида натрия и воды, необходимых для приготовления 500 г раствора, в котором содержание хлорида натрия в массовых долях равно 0,05.
Задача 2. Какой объём хлороводорода (н.у.) и воды потребуется, чтобы приготовить 1 л раствора (( = 1,05 г/см3), в котором содержание хлороводорода равно 10 %?
Задача 3. Вычислите массовую долю растворённого вещества в растворе массой 5 кг, содержащем растворённое вещество массой 1 кг.
2. Вычисления, связанные с разбавлением растворов.
Задача 4. Какой объём раствора (( = 1,80 г/см3), в котором содержание H2SO4 в массовых долях равно 0,88, потребуется, чтобы приготовить 1 л раствора, содержащем 10 % серной кислоты (( = 1,069 г/см3)?
Задача 5. Какой объём воды потребуется для разбавления 200 мл раствора (( = 1,4 г/см3), содержание азотной кислоты в котором составляет 68 %, чтобы получить раствор с содержанием азотной ки
·слоты, равным 10 %?
VI. Расчёты по уравнениям химических реакций
При решении задач по уравнениям химических реакций рекомендуется соблюдать указанную ниже последовательность:
Внимательно прочитайте условие задачи и сделайте краткую запись: что дано? следует найти?
Если вещества даны с примесями, то сначала вычислите массу чистого вещества, содержащегося в примеси.
Составьте уравнение соответствующей химической реакции.
В уравнении одной чертой подчёркните химические формулы веществ, данные которых (m, V, () указаны в условиях задачи, а двумя чертами – формулы тех веществ, данные которых требуется вычислить.
По уравнению реакции определите: количество (моль) тех веществ, формулы которых подчёркнуты (одной или двумя чертами). Коэффициент, стоящий перед формулами подчёркнутых (в данном случае) веществ, будет показывать количества данных веществ ((): Mr , M, V, Vm .
Найденные значения запишите под соответствующими химическими формулами и произведите вычисления (составив пропорцию).
Запишите ответ.
Задача 1. Какова масса воды, которая образовалась при сгорании 8 г водорода?
Дано: Решение:
m (Н2) = 8 г m = M ( ( 8 г x г
2 H2 + O2 = 2 H2O
2 моль 2 моль
Найти: Mr 2 18
m(H2O) - ? M 2 г/моль 18 г/моль
m 2 г/моль ( 2 моль 18 г/моль ( 2 моль
По уравнению реакции:
из 4 г Н2 образуется 36 г Н2О,
а из 8 г ---------------- x г
Составим пропорцию
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415(г)
Ответ: m(H2O) = 72 г.
Задача 2. Какая масса гидроксида натрия образуется при взаимодействии 2,3 г натрия с водой?
Задача 3. Титан в промышленности получают магний – термическим методом:
Ti Cl4 + 2 Mg = Ti + 2 MgCl2
Сколько магния надо взять, чтобы из хлорида титана (IV) получить 9,6 кг титана?
Задача 4. Рассчитайте объём водорода, который выделится при растворении алюминия массой 10,8 г в избытке соляной кислоты (нормальные условия).
Задача 5. Смесь медных и магниевых опилок массой 1,5 г обработали избытком соляной кислоты. В результате реакции выделился водород объёмом 0,56 л (н.у.). Вычислите массовую долю меди в смеси.
VII. Расчёты по термохимическим уравнениям
1. Вычисление на основе термохимического уравнения количества поглощённой теплоты по известной массе одного из реагирующих веществ.
Задача 1. S + O2 = SO2 + 297 кДж
Вычислите по термохимическому уравнению количество теплоты, выделяемой при сгорании 1 кг серы.
Задача 2. Термохимическое уравнение реакции разложения известняка:
СаСО3 = СаО + СО2 – 157 кДж
Сколько теплоты затрачивается на разложение 1 кг известняка?
Задача 3. Термохимическое уравнение реакции ацетилена:
2 С2Н2 + 5 О2 = 4 СО2 + 2 Н2О + 2610 кДж
Сколько теплоты выделится, если будет израсходовано: а) 1 моль ацетилена; б) 13 г ацетилена; в) 1,12 л ацетилена?
2.Нахождение масс реагирующих веществ, если известно, какое количество теплоты выделилось в данной реакции.
Задача 4. По термохимическому уравнению реакции:
С + О2 = СО2 + 402,24 кДж
вычислите, сколько сгорело угля, если при реакции выделилось 33520 кДж теплоты.
Задача 5. Термохимическое уравнение реакции оксида меди (II) с соляной кислотой:
CuO + 2 HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди в соляной кислоте?
VIII. Расчёты, связанные с понятием «избыток – недостаток»
Задача 1. К раствору, содержащему нитрат кальция массой 8,2 г, прилили раствор, содержащий карбонат натрия массой 6,36 г. Рассчитайте массу полученного оксида.
Задача 2. Для образования хлорида аммония было взято 11,2 л (н.у.) газообразного аммиака и 11,4 л (н.у.) хлороводорода. Какова масса образовавшегося продукта реакции?
Задача 3. 10,7 г хлорида аммония смешали с 6 г гидроксида кальция и смесь нагрели. Какой газ и сколько его по массе и объёму (н.у.) выделилось?
Задача 4. К 300 г раствора, содержащего 0,1 массовых долей гидроксида калия, прилили 400 г раствора, содержащего 0,1 массовых долей азотной кислоты. Сколько граммов соли образовалось?
Задача 5. К раствору, содержащему 40 г сульфата меди (II), прибавили 12 г железных опилок. Рассчитайте, останется ли в растворе сульфата меди после того, как закончится реакция.
IX. Расчёты, связанные с понятием «выход»
Алгоритм решения задач на выход продукта от теоретически возможного выхода
1) Прочитай внимательно условие задачи
2) Запиши: «Дано» и что «Найти».
!!! Если в условии задачи есть слова «получилось», «образовалось», то это практически полученное количество и масса.
3) Составьте уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).
4) Помни: то, что считаем по уравнению – это теоретическое количество и масса.
5) Если выход продукта дан, то находим:
- по уравнению реакции количество, массу или объём теоретический;
- затем по формуле массу или объём практический.
6) Если дана масса или объём практический, то находим:
- по уравнению количество, массу или объём теоретический;
- затем по формуле массовую или объёмную долю выхода продукта реакции.
· вых = m (практич.) или
· вых = V (практич.)
m (теоретич.) V (теоретич.)
Задача 1. Вычислите объём оксида серы (IV), который надо взять для реакции с кислородом, чтобы получить оксид серы (VI) массой 20 г. Массовая доля выхода продукта равна 80 %. Объём рассчитайте при нормальных условиях.
Задача 2. Сколько ортофосфорной кислоты можно получить из 31 тонны ортофосфата кальция, если выход кислоты составляет 80 % по сравнению с теоретическим?
Задача 3. Сколько граммов аммиака можно получить, нагревая смесь 20 г хлорида аммония с 20 г оксида кальция, приняв, что выход составляет 98 % от теоретического?
Задача 4. Титан в промышленности получают магний – термическим методом:
Ti Cl4 + 2 Mg = Ti + 2 MgCl2
Сколько граммов титана можно получить из хлорида титана (IV) массой 9,6 г, если выход от теоретического составляет 95 %?
Задача 5. Сколько азотной кислоты можно получить из 14 т аммиака, если выход кислоты составляет 87 % по сравнению с теоретическим?
Root Entry