По уравнению химической реакции определяем химическое количество. Расчеты по химическим уравнением

Методическая разработка урока (2 часа)

Расчёты по химическим уравнениям

Хапугина Полина Ивановна,
учитель химии ГБОУ СОШ 277
Кировского района Санкт-Петербурга

Цели урока: Научить восьмиклассников производить расчёты по химическим уравнениям: находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, объёму и массе исходных веществ.

Ход урока:

Прежде чем перейти к изучению новой темы нам необходимо вспомнить уже известные вам величины и формулы. Вспомнить типы химических реакций. А также вы уже умеете составлять химические уравнения и уравнивать их. Давайте проверим ваши знания, для этого выполним следующий тест на оценку. (содержание теста можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Объяснение учителя:

1. Прежде чем научиться производить расчёты по химическим уравнениям необходимо ещё раз вспомнить уже известные нам формулы нахождения количество вещества, массы и объёма веществ, за одно вы сможете проверить себя, после выполненной вами работы. Для этого обратимся к следующей презентации, которая поможет восстановить наши знания в памяти. Презентация №1 .

Запишите уже известные вам формулы в тетрадь:

n- количество вещества (моль)

m- масса вещества (г)

М - молярная масса (г/моль)

V- объём газа (л)

V m - молярный объём = 22,4 л/моль

n = m/M ; m = n.M

n = V/V m ; V = n.V m

2. Теперь, мы должны понять, что химическое уравнение показывает не только качественную (превращение веществ) сторону процесса, но также и количественную сторону его. Для этого обратимся к следующей Презентации№2 (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Запишите в тетрадь:

Коэффициент в уравнении реакции указывает на число частиц, а число частиц в свою очередь определяет количество молей!

2Н ₂ + О ₂ = 2Н ₂ О

Число частиц 2 молекулы 1 молекул 2 молекулы

Количество ↓ ↓ ↓

вещества, n 2 моль 1 моль 2 моль

2 Fe (OH )3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

↓ ↓ ↓

n = 2моль 1моль 3моль

3. Следующий этап, который мы должны разобрать - это умение составлять по уравнению реакции пропорцию, а также решить её. Для этого обратимся к следующей Презентации 3. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Запишите в тетрадь:

Известно по условию: 2 моль Х моль (числитель)

4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅

Известно по уравнению: 4 моль 5 моль 2 моль (знаменатель)

Составим и решим пропорцию:

2 моль Х моль

_______ = _______

4 моль 2 моль

Х моль = 2 моль. 2 моль = 1 моль

4 моль

Х = n (P ₂ O ₅ )= 1 моль

4. Переходим к решению задач с использованием уравнений химических реакций. Для того чтобы решить расчетную задачу по химии, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом - сделать пять шагов. Презентация 4. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии) Учебник стр. 101

В тетрадь:

Учащимся раздаётся уже готовый алгоритм решения, для вклейки в тетрадь.

Алгоритм решения расчётных задач с использованием уравнением химических реакций:

1. Составить уравнение химической реакции(т.е. обязательно - расставить коэффициенты!)

2. Над соответствующими формулами в уравнении записать количественные данные о веществах с единицами измерения, которые известны или их можно рассчитать, исходя из условия задачи, и искомую величину Х также с единицами измерения.

3. Под этими формулами записать соответствующие количественные величины, задаваемые самим уравнением, также с единицами измерения.

4. Составить и решить пропорцию.

5. Оформить ответ.

5. Решим задачу.

Рассчитайте массу воды, которая образуется в результате взаимодействия 0,5 моль оксида алюминия с серной кислотой при нагревании.

Прочитайте задачу.

Запишите условие задачи. (Дано, найти.)

В тетрадь: (учащиеся записывают решение под объяснения учителя согласно Презентации 5 ) (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Дано:

n(Al₂O₃)=0,5 моль

_________________

Найти:

Решение:

n =0,5 моль Х моль

Al ₂ O ₃ +3 H ₂ SO ₄ = Al ₂ (SO ₄ ) ₃ +3 H ₂ O

n = 1 моль 3 моль

М = 102 г/моль 18 г/моль

Расчет молекулярной массы:

Мr(Al₂O₃)= 2.27+3.16= 54+48=102

Мr(H₂O)= 2.1+16=18

Составить и решить пропорцию.

0,5 моль = Х моль

1 моль 3 моль

Х моль = n (H ₂ O ) = 0,5 моль. 3 моль = 1,5 моль

1 моль

Найдём массу воды.

m (H ₂ O ) = n (H ₂ O ) . M (H ₂ O )

m (H ₂ O ) = 1,5 моль.18 г/моль = 27 г

Ответ: m (H ₂ O )=27 г

6. Решите задачи самостоятельно.

Два учащихся вызываются к доске, для решения на оценку.

1. Определите объѐм хлора (н.у.), необходимый для получения 634 г хлорида алюминия по уравнению: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Ответ: 159, 6 л

2. Рассчитайте количество вещества и массу лития, необходимого для реакции с кислородом массой 128 г по уравнению: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Ответ: 16 моль, 112 г

7. Домашнее задание.

Задача.

Найти массу оксида цинка, который образуется при взаимодействии 13г цинка с кислородом.

Расчеты по химическим уравнениям

Закирова Олися Тельмановна –учитель химии.

9 класс

Цели урока: Сформировать знания о способах решения задач по химическим уравнениям: находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, массе или объёму исходных веществ, Развивать умения анализировать, сравнивать, выделять главное, составлять план действия, делать выводы, навыки работы с текстом задачи, умение выбирать способ решения учебной задачи, умения составлять уравнения химических реакций. Воспитывать самостоятельность в принятии решений, умение оценить результаты.

Ход и содержание урока

I Организационный момент. Здравствуйте ребята. Сегодня, очень интересный урок по решению задач.

II. Актуализация знаний, умений, навыков.

Для того чтобы знать и понимать химию, надо не только усваивать материал, но и уметь применять полученные знания. Вы знаете признаки указывающие на протекание химических реакций, умеете составлять уравнения химических реакций.

1.Перечислите признаки химических превращений:

2.Установите соответствие.

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 а) уравнения реакций соединения

MgCO 3 = MgO + CO 2 б) уравнения реакций замещения

2HgO = 2Hg + O 2: в) уравнения реакций разложения

2Na + S=Na 2 S

Zn + Br 2 = ZnBr2

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Fe + CuSO 4 =FeSO 4 +Cu

III . Усвоение новых знаний. Для того чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом - сделать пять шагов:

1. Составить уравнение

2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения
(только для чистых веществ, то есть не содержащих принеси). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала надо определить содержание чистого вещества.

3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакции.

4. Составить и решить пропорцию.
5. Записать ответ.

Приступаем к решению задач, применяя алгоритм

Вычисление объема вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

V(0 2)=?л(н.у.)

М(Н 2 О)=18 г/моль

Vm=22,4л/моль Запишем уравнение реакции. Расставим коэффициенты

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное значение количества вещества, а под формулами веществ - стехиометрические соотношения, отображаемые химическим уравнением

0,5моль - х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

2моль - 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти. Для этого составим пропорцию

откуда х = 0,25 моль

Найдем объем вещества, который требуется вычислить

V(0 2)=n(0 2) Vm

V(O 2)=0,25моль 22,4л/моль=5,6л (н. у.)

Ответ: 5,6 л

Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Вычислите массу кислорода, выделившегося в результате разложения

порции воды массой 9 г.

Найдем молярную массу воды и кислорода:

М(Н 2 О) = 18 г/моль

М(О 2) = 32 г/моль

Запишем уравнение химической реакции:

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное значение количества вещества, а под формулами веществ -стехиометрические соотношения, отображаемые химическим уравнением

0,5моль х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

2моль 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти.

Для этого составляем пропорцию

0,5моль = хмоль

2моль 1моль

откуда х = 0,25 моль Следовательно, n(O 2 )=0,25 моль

Найдем массу вещества, которую требуется вычислить

m(O 2)= n(O 2)*M(O 2)

m(O 2) = 0,25 моль 32 г/моль = 8 г

Запишем ответ

Ответ: m(О 2) = 8 г

I V .Закрепление изученного материала. Какой объем воздуха (н.у) потребуется для взаимодействия с 270 гр. , содержащего 20% примесей? Какое количество вещества оксида алюминия при этом получится?

V .Домашнее задание:

1 уровень Вычислите объем кислорода (н. у.), выделившегося в результате разложения порции воды массой 9 г.

2 уровень При рентгеноскопическом исследовании организма человека применяют так называемые рентгеноконтрастные вещества. Так, перед просвечиванием желудка пациенту дают выпить суспензию труднорастворимого сульфата бария, не пропускающего рентгеновское излучение. Какие количества оксида бария и серной кислоты потребуются для получения 100 сульфата бария?

3 уровень Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы NaOH и Na 2 CO 3 , необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль HCl. Какой объем газа (при н.у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?

При решении расчетных химических задач необходимо умение производить вычисления по уравнению химической реакции. Урок посвящен изучению алгоритма расчетов массы (объема, количества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству) другого участника реакции.

Тема: Вещества и их превращения

Урок: Расчеты по уравнению химической реакции

Рассмотрим уравнение реакции образования воды из простых веществ:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Можно сказать, что из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода образуется две молекулы воды. С другой стороны, эта же запись говорит о том, что для образования каждых двух молей воды нужно взять два моля водорода один моль кислорода.

Мольное соотношение участников реакции помогает производить важные для химического синтеза расчеты. Рассмотрим примеры таких расчетов.

ЗАДАЧА 1. Определим массу воды, образовавшуюся в результате сгорания водорода в 3,2 г кислорода .

Чтобы решить эту задачу, сначала необходимо составить уравнение химической реакции и записать над ним данные условия задачи.

Если бы мы знали количество вещества вступившего в реакцию кислорода, то смогли бы определить количество вещества воды. А затем, рассчитали бы массу воды, зная ее количество вещества и . Чтобы найти количество вещества кислорода, нужно массу кислорода разделить на его молярную массу.

Молярная масса численно равна относительной . Для кислорода это значение составляет 32. Подставим в формулу: количество вещества кислорода равно отношению 3,2 г к 32 г/моль. Получилось 0,1 моль.

Для нахождения количества вещества воды оставим пропорцию, используя мольное соотношение участников реакции:

на 0,1 моль кислорода приходится неизвестное количество вещества воды, а на 1 моль кислорода приходится 2 моля воды.

Отсюда количество вещества воды равно 0,2 моль.

Чтобы определить массу воды, нужно найденное значение количества воды умножить на ее молярную массу, т.е. умножаем 0,2 моль на 18 г/моль, получаем 3,6 г воды.

Рис. 1. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 1

Помимо массы, можно рассчитывать объем газообразного участника реакции (при н.у.), используя известную вам формулу, в соответствие с которой объем газа при н.у. равен произведению количества вещества газа на молярный объем. Рассмотрим пример решения задачи.

ЗАДАЧА 2. Рассчитаем объем кислорода (при н.у.), выделившийся при разложении 27г воды.

Запишем уравнение реакции и данные условия задачи. Чтобы найти объем выделившегося кислорода, нужно найти сначала количество вещества воды через массу, затем по уравнению реакции определить количество вещества кислорода, после чего можно рассчитать его объем при н.у.

Количество вещества воды равно отношению массы воды к ее молярной массе. Получаем значение 1,5 моль.

Составим пропорцию: из 1,5 моля воды образуется неизвестное количество кислорода, из 2 молей воды образуется 1 моль кислорода. Отсюда количество кислорода равно 0,75 моля. Рассчитаем объем кислорода при н.у. Он равен произведению количества кислорода на молярный объем. Молярный объем любого газообразного вещества при н.у. равен 22,4 л/моль. Подставив числовые значения в формулу, получим объем кислорода, равный 16,8 л.

Рис. 2. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 2

Зная алгоритм решения подобных задач, можно рассчитать массу, объем или количество вещества одного из участников реакции по массе, объему или количеству вещества другого участника реакции.

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.40-48)

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 73-75)

3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.:Астрель, 2013. (§23)

4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§29)

5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (с.45-47)

6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

1) с. 73-75 №№ 2, 3, 5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

2) с.135 №№ 3,4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ N m V n NxNx mxmx VxVx nxnx = 1. Написать уравнение реакции По известному количеству вещества одного участника реакции рассчитать количество искомого вещества Если количество вещества неизвестно, предварительно найти его по известной массе, или объему, или числу молекул. По найденному количеству вещества найти нужную характеристику искомого участника реакции (массу, объем, или число молекул).

Рассчитайте количество вещества алюминия, который потребуется для получения 1,5 моль водорода при реакции с соляной кислотой. Дано: n(H 2) = 1,5 моль n(Al) – ? Решение: x моль 1,5 моль 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 2 моль 3 моль Составляем пропорцию: x моль 1,5 моль = 2 моль 3 моль 2 ·1,5 x = 3 x = 1 (моль) Ответ: n(Al) = 1 моль А ПС

Дано: n(Al 2 S 3) =2,5 моль n(S) – ? Решение: x моль 2,5 моль 2Al + 3S = Al 2 S 3 3 моль 1 моль x = n(S) = 3 n(Al 2 S 3) = = 3·2,5 моль = 7,5 моль Ответ: n(S) = 7,5 моль Определите количество вещества серы, необходимое для получения 2,5 моль сульфида алюминия. ПС А

Дано: m(Cu(OH) 2)=14,7 г m(CuO) – ? M(Cu(OH) 2) = 64+(16+1)·2 = 98 г/моль M(CuO) = = 80 г/моль Решение: 14,7 г x моль Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O 1 моль 1 моль m(Cu(OH) 2) n(Cu(OH) 2) = M(Cu(OH) 2) 14.7 г n(Cu(OH) 2)= = 0,15 моль 98 г/моль x = n(CuO) = n(Cu(OH) 2) = 0, 15 моль m(CuO) = n(CuO)·M(CuO) = 0,15 моль·80 г/моль = 12 г Ответ: m(CuO) = 12 г Вычислите массу оксида меди (II), образующегося при разложении 14,7 г гидроксида меди (II). ПС А 0,15 моль

Дано: m(Zn)=13 г m(ZnCl 2) – ? M(Zn) = 65 г/моль M(ZnCl 2 =65 +35,5·2 = 136 г/моль Решение: 0,2 моль x моль Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 1 моль 1 моль m(Zn) n(Zn) = M(Zn) 13 г n(Zn)= = 0,2 моль 65 г/моль x = n(ZnCl 2) = n(Zn) = 0,2 моль m(ZnCl 2) = n(ZnCl 2)·M(ZnCl 2) = 0,2 моль·136 г/моль = 27,2 г Ответ: m(ZnCl 2) = 27,2 г Рассчитайте массу соли, которая образуется при взаимодействии 13 г цинка с соляной кислотой. ПС А

Дано: m(MgO) = 6 г V(O 2) – ? M(MgO) = = 40 г/моль Vm = 22,4 л/моль Решение: 0,15 моль x моль 2MgO = 2Mg + O 2 2 моль 1 моль m(MgO) n(MgO) = M(MgO) 6 г n(MgO)= = 0,15 моль 40 г/моль x = n(O 2) = ½ n(MgO) = 1/2·0, 15 моль= 0,075 моль V(O 2) = n(O 2)·Vm = 0,075 моль·22,4 л/моль = 1,68 л Ответ: V(O 2) = 1,68 л Какой объем кислорода (н.у.) образуется при разложении 6 г оксида магния. ПС А

Дано: m(Cu)=32 г V(H 2) – ? M(Cu) = 64 г/моль Vm = 22,4 л/моль Решение: x моль 0,5 моль H 2 + CuO = H 2 O + Cu 1 моль 1 моль m(Cu) n(Cu) = M(Cu) 32 г n(Cu)= = 0,5 моль 64 г/моль x = n(H 2) = n(Cu) = 0,5 моль V(H 2) = n(H 2)·Vm = 0,5 моль·22,4 л/моль = 11,2 л Ответ: V(H 2) = 11,2 л Рассчитайте, какой объем водорода должен вступить в реакцию с оксидом меди (II), чтобы образовалось 32 г меди. ПС А

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА: ВАРИАНТ 1: Вычислите массу меди, которая образуется при восстановлении избытком водорода 4 г оксида меди (II). CuO + H 2 = Cu + H 2 O ВАРИАНТ 2: В реакцию с серной кислотой вступило 20 г гидроксида натрия. Рассчитайте массу образовавшейся соли. 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O