Вычисления по химическим уравнениям реакций массы, количества вещества или объема по известной массе, количеству вещества или объему одного из вступающих или получающихся в реакции веществ
Алгоритм в общем виде
Дано: m (ν, V, W) реагентов (продуктов)
Найти: m (ν, V, W) реагентов (продукта)
Решение:
1. Составляем уравнение реакции
аА + бВ = сС
2. Вычисляем необходимые молярные массы веществ, используя ПСХЭ Д.И. Менделеева
3. Находим количества вещества реагентов ν(А), ν(В), ν(С), используя формулы:
ν = m / M
ν = V / Vm
Vm = 22,4 л/моль
Wвещества = (mвещества ‧100%) / mраствора
mвещества= (Wвещества ‧ mраствора) / 100%
4. Определяем искомое количество вещества (ν) по УХР путём составления и решения пропорции:
ν(В)/b=ν(С)/с
или
ν(А)/a = ν(С)/с
5. Находим величины, требуемые по условию:
m = ν ‧ M;
V = ν ‧ Vm
Вычисление по химическому уравнению реакций массы вещества
по известной массе, одного из вступающих в реакции веществ
Пример. Смешали два раствора: 33,3г хлорида кальция и достаточное количество фосфата натрия. Вычислите массу осадка.
Алгоритм решения задачи
1. Записываем краткое условие задачи
Дано:
m(CaCl2) =33,3г
Найти:
m(Ca3(PO4)2) =?
2. Вычисляем необходимые молярные массы веществ, используя ПСХЭ Д.И. Менделеева
М(CaCl2) = 40 + 2‧35,5 = 111 (г/моль)
М(Ca3(PO4)2) = 3‧40 + 2‧31 + 8‧16 = 310 (г/моль)
3. Вычисляем количества веществ, массу (объём) которых дана в условии
ν(CaCl2) = m/M = 33,3г / 111(г/моль) =0,3моль
4. Производим действия по уравнению химической реакции
Под формулами напишем стехиометрические коэффициенты, отображаемые уравнением реакции, над формулами количества вещества (моль), вычисленные из данных условия задачи:
5. Вычисляем количество вещества и массу искомого вещества
По уравнению химической реакции (УХР):
ν(CaCl2) / ν(Ca3(PO4)2) = 3 / 1, следовательно, 0,3 моль / х моль = 3 моль / 1 моль
х = ν(Ca3(PO4)2) = (0,3‧1) / 3 = 0,1 моль
m(Ca3(PO4)2) = ν(Ca3(PO4)2) ∙ M(Ca3(PO4)2) = 0,1 моль ∙ 310 (г/моль) =31г
6. Записываем ответ
Ответ: m(Ca3(PO4)2) =31г
Вычисление по химическому уравнению реакций объёма вещества
по известной массе, одного из продуктов реакции
Пример. Вычислите объём кислорода при (н.у.), который потребуется для неполного сгорания сероводорода, если в реакции образовалась сера массой 64 г.
Алгоритм решения задачи
1. Записываем краткое условие задачи
Дано: н.у.
Vm =22,4 л/моль
m(S) =128 г
Найти:
V(O2) =?
2. Вычисляем молярные массы веществ, используя ПСХЭ Д.И. Менделеева
M(S) =32 г/моль
3. Вычисляем количества веществ, массу (объём) которых дана в условии
ν(S) = m / M = 128г / 32 (г/моль) = 4моль
4. Производим действия по уравнению химической реакции
Под формулами напишем стехиометрические коэффициенты, отображаемые уравнением реакции, над формулами количества вещества (моль), вычисленные из данных условия задачи:
5. Вычисляем количество вещества и объём искомого вещества
По уравнению химической реакции (УХР):
ν(О2) / ν(S) = 1 / 2, следовательно, x моль / 4 моль = 1 моль / 2 моль
х = ν(O2) = (1‧4) / 2 = 2 моль
V(O2) = ν(O2) · Vm = 2 моль · 22,4 (л/моль) = 44,8 л
6. Записываем ответ
Ответ: V(O2) = 44,8 л
Задачи для решения
№1. Вычислите количество вещества воды, образовавшейся при взаимодействии гидроксида калия массой 280 г с избытком серной кислоты.
№2. Вычислите, какая масса нитрата серебра вступит в реакцию с хлоридом калия, если при этом образуется осадок хлорида серебра массой 0,716 г.
№3. Вычислите объём углекислого газа при (н.у.), который выделяется в результате реакции между соляной кислотой и карбонатом кальция массой 200 г.
№4. Рассчитайте объём сероводорода, который расходуется на взаимодействие с раствором с массовой долей гидроксида натрия 6% (плотность раствора 1,044 г /мл) объёмом 40 мл с образованием гидросульфита натрия.
№5. Определите объём водорода (н.у.), необходимый для получения 1,8 • 1024 молекул воды.
Составьте алгоритм для решения задач такого типа в общем виде.