Примеры алгоритмов расчётных задач
1.
Выведение формулы
по массовым долям
Задача:
Установите формулу
вещества, в котором 32,39% натрия, 22,54% серы и 45,07% кислорода.
Порядок действий:
1 действие: Сначала работаем с тремя элементами натрием,
серой и кислородом. Их массовую долю делим на относительную молекулярную массу:
Na S O
32,39% : 22,54% : 45,07%
23
32 16
Получаем: 1,4 : 0,7 : 2,8
2 действие: Десятичные дроби превратить в целые числа, для
этого полученные числа делим на наименьшее число 0,7, получим 2 : 1 : 4
Таким
образом, установлена формула
Na2SO4
Решить задачу:
Установите формулу
вещества, если оно содержит 55,19% калия, 14,62% фосфора и 30,19% кислорода.
2.
Решение задач на
выведение формулы вещества по продуктам сжигания
Задача: При сжигании 4,2 г органического вещества выделилось 6,72 л углекислого
газа и 5,4 г воды. Плотность этого органического вещества по воздуху равна
1,45. Установите формулу этого органического вещества.
Дано:
Решение:
m(в-ва)= 4,2 г 1. Установим молекулярную
массу вещества.
V(СO2) = 6,72 л Dвозд.(в-ва)= М(вещества)/М(воздуха);
m(H2O) = 5,4 г М(вещества) = Dвозд.(в-ва)* М(воздуха) = 1,45 * 29г/моль=
Dвозд.(в-ва)= 1,45 = 42 г/моль;
2. Найдём
отношение молей органического вещества,
углекислого газа и воды.
Вещество CO2
H2O
4,2/42 : 6.72/22,4
: 5,4/18
0,1 : 0,3
: 0,3
Полученные значения сократим на
наименьшее 0,1,
получим 1 : 3 : 3, это значит что
1 моль вещества при
горении образует 3моль CO2 и
3 моль H2O.
Значит формула органического вещества
C3H6.
Порядок решения:
1.
Установление
молекулярной массы органического вещества по
относительной
плотности его по газу.
Dвозд.(в-ва)= М(вещества)/М(воздуха);
2.
Нахождение отношения
молей вещества, углекислого газа и воды.
3.
Выведение формулы
органического вещества.
3.
Вычисление объёма
вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции
Задача: Вычислите объём кислорода (н.у.),
выделившегося в результате разложения порции воды массой 9 г.
1
действие: Запишем условия
задачи, найдём молярную массу вещества, данного в условии задачи.
Дано:
M(H2O) = 18
г / моль;
Vm = 22,4 л/моль.
m(H2O)
= 9 г
V(H2O)
-?
2 действие: Найдём количество вещества воды, зная что
1 моль - 18 г
х моль - 9 г
Получим количество
вещества воды 0,5 моль.
3 действие: Запишем уравнение реакции
0,5 моль х
моль
2H2O = 2H2 + O2
2 моль 1 моль
Надпишем условия над
и под формулами веществ. Найдем х. х = 0,25 моль;
4 действие: Переведём моли кислорода в граммы, зная
формулу
V(H2O) = v* Vm = 0,25 моль * 22,4 л/моль = 5,6 л
Запишем ответ: V(H2O) = 5,6 л
4.
Расчёт по
химическому уравнению объёмных отношений газов
Задача:
Вычислите объём
кислорода, необходимого для сжигания порции ацетилена объёмом 50 л.
1 действие: Запишем условия задачи, найдём молярную массу
вещества, данного в условии задачи.
Дано:
V (С2 Н2) = 50 л Vm = 22,4 л/моль.
V(O2) -?
2 действие: Запишем уравнение реакции
50 л
х л
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
2 моль 5 моль
Надпишем условия над и под формулами веществ.
х = 50 л * 5 моль =
125 л
2 моль
Запишем ответ: V(O2) = 125 л
Объёмы газов
относятся друг к другу пропорционально их количествам вещества или
коэффициентам.
2
- 5
50 - х
х = 125
5.
Вычисление массовой доли вещества в растворе
Задача:
При выпаривании
раствора массой 500 г образовалось 25 г кристаллической соды – хлорида натрия.
Вычислите массовую долю соли в исходном растворе.
1 действие: Запишем условия задачи.
Дано:
mр-ра(NaCl) = 500 г
mр. в.(NaCl) = 25 г
W(NaCl) - ?
2 действие: Запишем формулу для расчёта массовой доли
вещества в растворе:
W = mр. в.
mр-ра
3 действие: Подставим цифровые данные в эту формулу и
произведём расчёт
W = 25
г. = 0,05
500 г
Умножим десятичную
дробь на 100, получим массовую долю в процентах.
500 г раствора – 25 г растворенного вещества
100 г раствора – 5 г растворенного вещества
Процентная
концентрация показывает, сколько граммов растворённого вещества содержится в
100 г раствора.
Запишем ответ: W(NaCl) = 5%
6.
Вычисление массы
вещества в растворе по массе раствора и массовой доле растворенного вещества
Задача:
Вычислите массу
гидроксида натрия, необходимого для приготовления 400 г 20% раствора гидроксида
натрия.
1 действие: Запишем условия задачи.
Дано:
mр-ра(NaOH) = 400 г
W.(NaOH) = 20% =
0,2
mр. в.(NaOH) - ?
2 действие: Запишем формулу для расчёта массовой доли
вещества в растворе:
W = mр. в.
mр-ра
3 действие: Преобразуем данную формулу для расчёта массы
растворенного вещества. mр. в.
= W * mр-ра
Подставим цифровые
данные в полученную формулу, получим:
mр. в.
= 400 г * 0,2 = 80 г
Запишем ответ: mр. в.(NaOH) = 80 г
Можно
было решить задачу с помощью пропорции:
20% значит:
100 г раствора – 20 г растворенного вещества
400 г раствора - mр. в.(NaOH)
mр. в.(NaOH) = 80 г
7. Расчёты по химическим уравнениям,
если одно из реагирующих веществ дано в избытке
Задача:
Смешали два
раствора, один из которых содержал 33,3 г хлорида кальция, а второй – 16,4 г
фосфата натрия. Вычислите массу образовавшегося фосфата кальция.
1 действие: Запишем условия задачи и найдём молярные массы
веществ, участвующих в реакции.
Дано:
m(CaCl2) = 33?3 г М(CaCl2) = 111 г/моль
m(Na3PO4)
= 16.4 г М(Na3PO4) = 164 г/моль
М(Ca3 (PO4)2) = 310 г/моль
m.(Ca3
(PO4)2) - ?
2 действие: Найдём количества вещества, массы которых дана
в условиях задачи.
√(CaCl2) =33,3 г/ 111 г/моль= 0,3 моль;
√( Na3PO4)
=16.4 г/164 г/моль = 0,1 моль.
3 действие: Запишем уравнения реакции и расставим
коэффициенты.
3CaCl2 +
2Na3PO4 = Ca3 (PO4)2 + 6NaCl
4 действие: Подставим данные о количествах вещества над и
под формулами веществ.
0,3 моль 0,1 моль
3CaCl2 + 2Na3PO4
= Ca3 (PO4)2 + 6NaCl
3 моль 2 моль
5 действие: Найдём вещество, данное в недостатке:
0,3 моль 0,1 моль
3 моль : 2 моль
Получим результат
0,1 ≥ 0,05, это значит, что в недостатке Na3PO4 по нему нужно находить ответ задачи.
0,1 моль х
моль
3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3 (PO4)2 + 6NaCl
2 моль 1 моль
х = 0,05 моль,
следовательно √( Ca3
(PO4)2) = 0,05 моль;
6 действие: Найдём ответ задачи:
m.(Ca3
(PO4)2) = √( Ca3
(PO4)2)* М(Ca3
(PO4)2) = 0,05 моль*310 г/моль = 15,5 г
Запишем ответ: m.(Ca3 (PO4)2) =15,5 г
8.
Вычисление массы продукта реакции
по известной массе реагента, если известен выход продукта реакции от
теоретически возможного
Задача:
Вычислите массу
оксида серы (VI), который можно получить при окислении 160 г оксида
серы (IV) кислородом, если выход продукта реакции составит 90% от теоретически
возможного.
1 действие: Запишем условия задачи и найдём молярные массы
веществ, участвующих в реакции.
Дано:
m(SO2)
= 160 г М(SO2) = 64 г/моль
ῲ(SO3) = 90 % М(SO3)
= 80 г/моль
m.( SO3)
- ?
2 действие: Найдём количества вещества, массы которых дана
в условиях задачи.
√( SO2) =160 г/ 64 г/моль = 2,5 моль.
3 действие: Запишем уравнения реакции и расставим
коэффициенты.
2SO2
+ O2 =2SO3
4 действие: Подставим данные о количествах вещества над и
под формулами веществ.
2.5 моль х моль
2SO2
+ O2 =2SO3
2 моль 2 моль
5 действие: Вычислим количество вещества продукта:
2,5 моль х моль
2 моль : 2 моль
Откуда х = 2,5 моль; √( SO3) =2,5 моль
6 действие:
Найдём массу
продукта при 100% выходе (теоретически возможную массу): m(SO3) = √(SO3) * М(SO3) = 2,5 моль * 80 г/моль = 200 г
7 действие: Найдём массу продукта реакции с учётом
выхода 90 %. Для этого составим пропорцию и решим уравнение.
200 г – 100%
х
г - 90% х = 200 г * 0,9 = 180 г
Запишем ответ: m.( SO3)
=180 г
9.
Расчёты по
термохимическим уравнениям. Вычисление массы вещества по известному количеству
теплоты.
Задача:
По термохимическому
уравнению вычислите массу сгоревшего угля, если количество теплоты,
выделившееся в результате реакции, составляет 82,4 кДж.
C + O2
= CO2
+ 402 кДж
1 действие: Запишем условия задачи и найдём молярные массы
веществ, участвующих в реакции.
Дано:
Ọ= 82.4кДж М(С) = 12 г/моль
Ọреекции= 412 кДж
C + O2
= CO2
+ 402 кДж
m.(
C) - ?
2 действие: Запишем термохимическое уравнение реакции.
Обозначим через х количество вещества, массу которого надо найти, напишем
количество теплоты данное в условии задачи. Под формулой вещества обозначим
количество вещества по коэффициенту. х
моль 82,4 кДж
C + O2 = CO2 + 402 кДж
1 моль 402 кДж
3 действие: Вычислим количество вещества продукта:
х моль 82,4 кДж
1 моль : 402 кДж
Откуда х = 0,2 моль; √(С) =0,2
моль
4 действие: Определим массу вещества по найденному
количеству вещества. Для этого используем молярную массу вещества.
m.(C) = √( C)* М(C) = 0,2
моль*12 г/моль = 2,4 г
Запишем ответ: m.(С) =2,4 г
10.
Вычисление выхода
продукта реакции по известной массе реагента и известной массе продукта реакции
Задача:
При окислении 160 г
оксида серы (IV) кислородом
удалось получить 180 г оксида серы (VI). Вычислите выход продукта реакции от
теоретически возможного для условий, в которых проводилась реакция.
1 действие: Запишем условия задачи и найдём молярные массы
веществ, участвующих в реакции.
Дано:
m(SO2)
= 160 г М(SO2) = 64 г/моль
m(SO3) = 180 г М(SO3) = 80 г/моль
ᾐ( SO3) - ?
2 действие: Найдём
количества вещества, массы которых дана в условиях задачи.
√( SO2) =160 г/ 64 г/моль = 2,5 моль.
3 действие: Запишем уравнения реакции и расставим
коэффициенты.
2SO2
+ O2 =2SO3
4 действие: Подставим данные о количествах вещества над и
под формулами веществ.
2.5 моль х моль
2SO2
+ O2 =2SO3
2 моль 2 моль
5 действие: Вычислим количество вещества продукта:
2,5 моль х моль
2 моль : 2 моль
Откуда х = 2,5 моль; √( SO3) =2,5 моль
6 действие:
Найдём массу
продукта при 100% выходе (теоретически возможную массу): m(SO3) = √(SO3) * М(SO3) = 2,5 моль * 80 г/моль = 200 г
7 действие: Найдём выход lпродукта реакции от
теоретически возможного. Для
этого составим пропорцию и решим уравнение.
200 г – 100%
180 г - ᾐ( SO3) ᾐ( SO3) = 180 г * 100% = 90 %
200 г
Запишем ответ:. ᾐ ( SO3) =90 %
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.