Στοιχειομετρία- ποσοτικές σχέσεις μεταξύ αντιδρώντων ουσιών.

Εάν τα αντιδραστήρια εισέλθουν σε μια χημική αλληλεπίδραση σε αυστηρά καθορισμένες ποσότητες και ως αποτέλεσμα της αντίδρασης σχηματιστούν ουσίες, η ποσότητα των οποίων μπορεί να υπολογιστεί, τότε τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται στοιχειομετρική.

Νόμοι της στοιχειομετρίας:

Οι συντελεστές στις χημικές εξισώσεις πριν από τους τύπους των χημικών ενώσεων λέγονται στοιχειομετρική.

Όλοι οι υπολογισμοί που χρησιμοποιούν χημικές εξισώσεις βασίζονται στη χρήση στοιχειομετρικών συντελεστών και σχετίζονται με την εύρεση ποσοτήτων μιας ουσίας (αριθμός mole).

Η ποσότητα της ουσίας στην εξίσωση αντίδρασης (αριθμός γραμμομορίων) = ο συντελεστής μπροστά από το αντίστοιχο μόριο.

Ν Α=6,02×10 23 mol -1.

η - αναλογία της πραγματικής μάζας του προϊόντος m pσε ένα θεωρητικά δυνατό Μ t, εκφρασμένο σε κλάσματα μονάδας ή ως ποσοστό.

Εάν η απόδοση των προϊόντων αντίδρασης δεν υποδεικνύεται στη συνθήκη, τότε στους υπολογισμούς λαμβάνεται ίση με 100% (ποσοτική απόδοση).

Σχέδιο υπολογισμού χρησιμοποιώντας εξισώσεις χημικών αντιδράσεων:

1. Να γράψετε μια εξίσωση για μια χημική αντίδραση.
2. Πάνω από τους χημικούς τύπους των ουσιών γράψτε γνωστές και άγνωστες ποσότητες με μονάδες μέτρησης.
3. Κάτω από τους χημικούς τύπους ουσιών με γνωστά και άγνωστα, σημειώστε τις αντίστοιχες τιμές αυτών των ποσοτήτων που βρέθηκαν από την εξίσωση αντίδρασης.
4. Συνθέστε και λύστε μια αναλογία.

Παράδειγμα.Υπολογίστε τη μάζα και την ποσότητα του οξειδίου του μαγνησίου που σχηματίστηκε κατά την πλήρη καύση 24 g μαγνησίου.

Κατά την επίλυση υπολογιστικών χημικών προβλημάτων, είναι απαραίτητο να μπορούμε να εκτελούμε υπολογισμούς χρησιμοποιώντας την εξίσωση μιας χημικής αντίδρασης. Το μάθημα είναι αφιερωμένο στη μελέτη του αλγορίθμου για τον υπολογισμό της μάζας (όγκος, ποσότητα) ενός από τους συμμετέχοντες στην αντίδραση από τη γνωστή μάζα (όγκος, ποσότητα) ενός άλλου συμμετέχοντος στην αντίδραση.

Θέμα: Ουσίες και μετασχηματισμοί τους

Μάθημα:Υπολογισμοί με χρήση της εξίσωσης χημικής αντίδρασης

Εξετάστε την εξίσωση αντίδρασης για το σχηματισμό νερού από απλές ουσίες:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Μπορούμε να πούμε ότι δύο μόρια νερού σχηματίζονται από δύο μόρια υδρογόνου και ένα μόριο οξυγόνου. Από την άλλη, το ίδιο λήμμα λέει ότι για το σχηματισμό κάθε δύο γραμμομορίων νερού, πρέπει να ληφθούν δύο γραμμομόρια υδρογόνου και ένα γραμμομόριο οξυγόνου.

Η μοριακή αναλογία των συμμετεχόντων στην αντίδραση βοηθά να γίνουν οι υπολογισμοί σημαντικοί για τη χημική σύνθεση. Ας δούμε παραδείγματα τέτοιων υπολογισμών.

ΕΡΓΑΣΙΑ 1. Ας προσδιορίσουμε τη μάζα του νερού που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της καύσης υδρογόνου σε 3,2 g οξυγόνου.

Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα, πρέπει πρώτα να δημιουργήσετε μια εξίσωση για μια χημική αντίδραση και να γράψετε πάνω της τις δεδομένες συνθήκες του προβλήματος.

Αν γνωρίζαμε την ποσότητα του οξυγόνου που αντέδρασε, θα μπορούσαμε να προσδιορίσουμε την ποσότητα του νερού. Και μετά, θα υπολόγιζαν τη μάζα του νερού, γνωρίζοντας την ποσότητα της ουσίας του και . Για να βρείτε την ποσότητα του οξυγόνου, πρέπει να διαιρέσετε τη μάζα του οξυγόνου με τη μοριακή του μάζα.

Η μοριακή μάζα είναι αριθμητικά ίση με τη σχετική μάζα. Για το οξυγόνο, αυτή η τιμή είναι 32. Ας την αντικαταστήσουμε με τον τύπο: η ποσότητα της ουσίας οξυγόνου είναι ίση με την αναλογία 3,2 g προς 32 g/mol. Αποδείχθηκε ότι ήταν 0,1 mol.

Για να βρούμε την ποσότητα της ουσίας του νερού, ας αφήσουμε την αναλογία χρησιμοποιώντας τη μοριακή αναλογία των συμμετεχόντων στην αντίδραση:

Για κάθε 0,1 mole οξυγόνου υπάρχει άγνωστη ποσότητα νερού και για κάθε 1 mole οξυγόνου υπάρχουν 2 mole νερού.

Ως εκ τούτου, η ποσότητα της υδάτινης ουσίας είναι 0,2 mol.

Για να προσδιορίσετε τη μάζα του νερού, πρέπει να πολλαπλασιάσετε τη βρεθείσα τιμή της ποσότητας του νερού με τη μοριακή του μάζα, δηλ. πολλαπλασιάζουμε 0,2 mol επί 18 g/mol, παίρνουμε 3,6 g νερό.

Ρύζι. 1. Καταγραφή μιας σύντομης συνθήκης και λύσης στο πρόβλημα 1

Εκτός από τη μάζα, μπορείτε να υπολογίσετε τον όγκο του αερίου που συμμετέχει στην αντίδραση (σε κανονικές συνθήκες) χρησιμοποιώντας έναν γνωστό τύπο, σύμφωνα με τον οποίο ο όγκος του αερίου σε κανονικές συνθήκες. ίσο με το γινόμενο της ποσότητας της αέριας ουσίας και του μοριακού όγκου. Ας δούμε ένα παράδειγμα επίλυσης ενός προβλήματος.

ΕΡΓΑΣΙΑ 2. Ας υπολογίσουμε τον όγκο του οξυγόνου (σε κανονικές συνθήκες) που απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση 27 g νερού.

Ας γράψουμε την εξίσωση αντίδρασης και τις δεδομένες συνθήκες του προβλήματος. Για να βρείτε τον όγκο του οξυγόνου που απελευθερώνεται, πρέπει πρώτα να βρείτε την ποσότητα της ουσίας νερού μέσω της μάζας και, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εξίσωση αντίδρασης, να καθορίσετε την ποσότητα της ουσίας οξυγόνου και μετά να υπολογίσετε τον όγκο της στο επίπεδο του εδάφους.

Η ποσότητα της υδάτινης ουσίας είναι ίση με την αναλογία της μάζας του νερού προς τη μοριακή του μάζα. Παίρνουμε μια τιμή 1,5 mol.

Ας κάνουμε μια αναλογία: από 1,5 mole νερού σχηματίζεται άγνωστη ποσότητα οξυγόνου, από 2 mole νερού σχηματίζεται 1 mole οξυγόνου. Ως εκ τούτου, η ποσότητα του οξυγόνου είναι 0,75 mol. Ας υπολογίσουμε τον όγκο του οξυγόνου σε κανονικές συνθήκες. Είναι ίσο με το γινόμενο της ποσότητας του οξυγόνου και του μοριακού όγκου. Ο μοριακός όγκος οποιασδήποτε αέριας ουσίας σε συνθήκες περιβάλλοντος. ίσο με 22,4 l/mol. Αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές στον τύπο, λαμβάνουμε όγκο οξυγόνου ίσο με 16,8 λίτρα.

Ρύζι. 2. Καταγραφή μιας σύντομης συνθήκης και λύσης στο πρόβλημα 2

Γνωρίζοντας τον αλγόριθμο για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων, είναι δυνατό να υπολογιστεί η μάζα, ο όγκος ή η ποσότητα της ουσίας ενός από τους συμμετέχοντες στην αντίδραση από τη μάζα, τον όγκο ή την ποσότητα της ουσίας ενός άλλου συμμετέχοντος στην αντίδραση.

1. Συλλογή προβλημάτων και ασκήσεων χημείας: 8η τάξη: για σχολικά βιβλία. P.A. Orzhekovsky και άλλοι «Χημεία. 8η τάξη» / Π.Α. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Χέγκελ. - Μ.: AST: Astrel, 2006. (σελ.40-48)

2. Ushakova O.V. Τετράδιο εργασιών Χημείας: 8η τάξη: στο σχολικό βιβλίο του Π.Α. Orzhekovsky και άλλοι «Χημεία. 8η τάξη» / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; κάτω από. εκδ. καθ. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (σελ. 73-75)

3. Χημεία. 8η τάξη. Σχολικό βιβλίο για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - Μ.: Astrel, 2013. (§23)

4. Χημεία: 8η τάξη: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα / Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Ποντάκ. M.: AST: Astrel, 2005. (§29)

5. Χημεία: ανόργανη. χημεία: σχολικό βιβλίο. για την 8η τάξη γενική εκπαίδευση εγκατάσταση /Γ.Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - M.: Education, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (σελ.45-47)

6. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 17. Χημεία / Κεφ. εκδ.V.A. Volodin, Ved. επιστημονικός εκδ. I. Leenson. - Μ.: Avanta+, 2003.

Πρόσθετοι πόροι ιστού

2. Ενιαία συλλογή ψηφιακών εκπαιδευτικών πόρων ().

Εργασία για το σπίτι

1) σελ. 73-75 Νο. 2, 3, 5από το Τετράδιο Εργασιών στη Χημεία: 8η τάξη: στο σχολικό βιβλίο του Π.Α. Orzhekovsky και άλλοι «Χημεία. 8η τάξη» / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; κάτω από. εκδ. καθ. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

2) σελ. 135 Νο 3,4από το σχολικό βιβλίο Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "Χημεία: 8η τάξη", 2013

Περίληψη μαθήματος "Υπολογισμοί με χρήση χημικών εξισώσεων"

1. Έλεγχος της εργασίας

Ως εργασία για το σπίτι, σας ζητήθηκε να τοποθετήσετε συντελεστές στις εξισώσεις αντίδρασης.Μπορείτε να δείτε τη δουλειά που έγινε στο διάλειμμα. Σίγουρα θα υπάρξουν λάθη.Όλα πήγαν καλά, έχει κανείς απορίες;Αφήστε τους να μιλήσουν για την εμπειρία του σπιτιού τους.

2. Ανακοίνωση του θέματος και ενημέρωση γνώσεων

Το θέμα του σημερινού μαθήματος είναι οι υπολογισμοί με χρήση χημικών εξισώσεων. Αρχικά, ας θυμηθούμε όλα όσα μπορούν να μας φανούν χρήσιμα σήμερα. Έχουμε ήδη συναντήσει χημικές εξισώσεις σε προηγούμενες εργαστηριακές εργασίες, στο σπίτι και ακόμη νωρίτερα στο θέμα των δυαδικών ενώσεων. Ας θυμηθούμε τον ορισμό της εξίσωσης μιας χημικής αντίδρασης.

(αυτή είναι μια συμβατική σημείωση μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους και συντελεστές.)

Φοβερο.

Κατά την παραγωγή οποιωνδήποτε ενώσεων, πρέπει να γνωρίζετε πόση πρώτη ύλη πρέπει να πάρετε για να λάβετε την απαιτούμενη μάζα του προϊόντος αντίδρασης. Για να το κάνετε αυτό, δημιουργήστε μια εξίσωση για τη συνεχιζόμενη χημική αντίδραση και κατά τον υπολογισμόοι μάζες λαμβάνουν υπόψη τις μοριακές μάζες ουσίες και κατά τον υπολογισμόόγκους αερίων λάβετε υπόψη την αξίαμοριακός όγκοςαέρια

Ποιος θυμάται την τιμή του μοριακού όγκου των αερίων υπό κανονικές συνθήκες; (22,4 l/mol)

Και ποιες είναι αυτές οι φυσιολογικές συνθήκες; (πίεση 101,3 kPa και θερμοκρασία 0 o Γ)

Δηλαδή, υπό αυτές τις συνθήκες, 1 mole ΟΠΟΙΟΥΔΗΠΟΤΕ αερίου καταλαμβάνει όγκο 22,4 λίτρων.

Στην πραγματικότητα, για να λύσουμε προβλήματα, πρέπει να θυμόμαστε αρκετές ποσότητες:

Μοριακή μάζα – M (g/mol)

Ποσότητα ουσίας – n (mol)

Τόμος – V (l)

Είναι καλύτερα έτσι: θυμάστε ότι η μοριακή μάζα είναι αριθμητικά ίση με τη σχετική ατομική μάζα ή τη σχετική μοριακή μάζα μιας ουσίας. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον περιοδικό πίνακα, όπου η σχετική ατομική μάζα υποδεικνύεται στο κάτω μέρος κάθε "κελί". Χωρίς να ξεχνάμε τους κανόνες στρογγυλοποίησης, χρησιμοποιούμε ολόκληρη την τιμή αυτής της μάζας στους υπολογισμούς.

Η χημεία είναι μια πολύ σαφής, λογική και συνεπής επιστήμη, επομένως θα είναι βολικό να χρησιμοποιήσουμε τον ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ, που δίνεται στο σχολικό βιβλίο, για την επίλυση προβλημάτων. Αυτή είναι μια καθολική ακολουθία ενεργειών που χρησιμοποιείται για την επίλυση οποιουδήποτε προβλήματος αυτού του τύπου.

Ανοίξτε το σχολικό βιβλίο και ας εξοικειωθούμε όλοι με τον αλγόριθμο.

(εδώ ανοίγουμε όλοι μαζί τα σχολικά μας βιβλία, ένα άτομο, ίσως εγώ, διαβάζει τον αλγόριθμο, οι υπόλοιποι ακολουθούν για να καταλάβουν τι πρέπει να κάνουν τώρα)

Ακούγεται εκτενές, αλλά ελπίζω να μην είναι πολύ μπερδεμένο. Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε με ένα παράδειγμα.

Εργασία 1. Για την παραγωγή υδρογόνου, το αλουμίνιο διαλύεται σε θειικό οξύ: 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (Το πρώτο σημείο του αλγορίθμου μας). Για την αντίδραση πήραμε 10,8 g αλουμινίου. Υπολογίστε τη μάζα του θειικού οξέος που καταναλώθηκε.

Αυτή είναι όλη η λύση στο πρόβλημα. Έχετε ερωτήσεις; Ας μιλήσουμε για τη λύση άλλη μια φορά:

Έφτιαξε μια εξίσωση

Πάνω από τις ουσίες υπογράψαμε τι ΞΕΡΟΥΜΕ και τι ΘΕΛΟΥΜΕ ΝΑ ΒΡΟΥΜΕ

Κάτω από τους τύπους καταγράψαμε τη μοριακή μάζα, την ποσότητα της ουσίας καιστοιχειομετρικήμάζα της ουσίας ( είναι καλύτερο να υποδεικνύεται "μάζα σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα")

Έκανε μια αναλογία

Έλυσε την αναλογία

Ηχογραφήθηκε η απάντηση

Ας λύσουμε ένα παρόμοιο πρόβλημα, αλλά με αέριες ουσίες (εδώ δεν θα χρησιμοποιήσουμε τη μοριακή μάζα της ουσίας, αλλά τι;...μοριακός όγκος)

Πρόβλημα 2. 25 γραμμ ο ψευδάργυρος διαλύεται σε υδροχλωρικό οξύ, κατά τη διάρκεια της χημικής αντίδρασης απελευθερώνεται ένα αέριο - υδρογόνο. Υπολογίστε τον όγκο του υδρογόνου που απελευθερώνεται.

Ας ελέγξουμε πώς έχετε κατακτήσει το υλικό. Χρησιμοποιώντας τον ίδιο αλγόριθμο, λύστε το πρόβλημα:

ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΓΕΓΟΝΟΣ ΟΤΙ ΘΑ ΕΙΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΗΜΕΝΟΙ:

Όταν αντιδρά με χρησιμοποιώντας οξείδια άνθρακα Fe2O3 (πρώτη επιλογή) και SnO2 (δεύτερη επιλογή) έλαβε το καθένα 20 g Fe και Sn. Πόσα γραμμάρια από κάθε οξείδιο ελήφθησαν;

Λάβετε υπόψη ότι τώρα υπολογίζουμε τη μάζα των αρχικών ουσιών και όχι των προϊόντων αντίδρασης)

(να το λύσει ο καθένας σε ένα τετράδιο και να του ζητήσει επιλεκτικά να δείξει τη λύση, θα γράψουμε την εξίσωση όλοι μαζί στον πίνακα και ο καθένας θα προσπαθήσει να τη λύσει μόνος του)

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO m(Fe2O3)= 160*20/2*56= 28,5 g

SnO2+C=Sn+CO2 m(SnO2)= 20*151/119= 25,38 g

Εργασία για το σπίτι: μελέτη της ύλης του σχολικού βιβλίου Σελ. 146-150, λύστε το πρόβλημα

Ποια είναι η μάζα του οξειδίου του ασβεστίου και ποιος ο όγκος του διοξειδίου του άνθρακα (n.s.)

μπορεί να ληφθεί με αποσύνθεση ανθρακικού ασβεστίου βάρους 250 g;ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΣΕ ΣΧΟΛΙΚΟΥΣΕΤΟΙΜΗ ΕΞΙΣΩΣΗΓΙΑ ΝΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΕΙ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ

Μελετήστε προσεκτικά τους αλγόριθμους και σημειώστε τους σε ένα σημειωματάριο, λύστε μόνοι σας τα προτεινόμενα προβλήματα

I. Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο, λύστε μόνοι σας τα παρακάτω προβλήματα:

1. Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας οξειδίου του αργιλίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του αλουμινίου με μια ποσότητα ουσίας 0,27 mol με επαρκή ποσότητα οξυγόνου (4 Al +3 Ο 2 =2 Αλ 2 Ο 3).

2. Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας οξειδίου του νατρίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του νατρίου με ποσότητα ουσίας 2,3 mol με επαρκή ποσότητα οξυγόνου (4 Na+ Ο 2 =2 Na 2 Ο).

Αλγόριθμος Νο. 1

Υπολογισμός της ποσότητας μιας ουσίας από μια γνωστή ποσότητα της ουσίας που εμπλέκεται σε μια αντίδραση.

Παράδειγμα.Να υπολογίσετε την ποσότητα του οξυγόνου που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης του νερού με ποσότητα ουσίας 6 mol.

II. Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο, λύστε μόνοι σας τα παρακάτω προβλήματα:

1. Υπολογίστε τη μάζα του θείου που απαιτείται για τη λήψη οξειδίου του θείου ( S+ Ο 2 = ΛΟΙΠΟΝ 2).

2. Υπολογίστε τη μάζα του λιθίου που απαιτείται για να ληφθεί χλωριούχο λίθιο με ποσότητα ουσίας 0,6 mol (2 Li+ Cl 2 = 2 LiCl).

Αλγόριθμος Νο. 2

Υπολογισμός της μάζας μιας ουσίας από μια γνωστή ποσότητα άλλης ουσίας που εμπλέκεται σε μια αντίδραση.

Παράδειγμα:Υπολογίστε τη μάζα του αλουμινίου που απαιτείται για να ληφθεί οξείδιο του αργιλίου με ποσότητα ουσίας 8 mol.

III. Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο, λύστε μόνοι σας τα παρακάτω προβλήματα:

1. Υπολογίστε την ποσότητα θειούχου νατρίου εάν είναι 12,8 g (2 Na+ S= Na 2 ΜΙΚΡΟ).

2. Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας χαλκού που σχηματίζεται εάν το οξείδιο του χαλκού αντιδράσει με το υδρογόνο ( II) βάρους 64 g ( CuO+ H2= Cu+ H 2 Ο).

Μελετήστε προσεκτικά τον αλγόριθμο και γράψτε τον στο τετράδιό σας.

Αλγόριθμος Νο. 3

Υπολογισμός της ποσότητας μιας ουσίας από τη γνωστή μάζα μιας άλλης ουσίας που συμμετέχει σε μια αντίδραση.

Παράδειγμα.Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας οξειδίου του χαλκού (Εγώ ), εάν ο χαλκός βάρους 19,2 g αντιδράσει με οξυγόνο.

Μελετήστε προσεκτικά τον αλγόριθμο και γράψτε τον στο τετράδιό σας.

IV. Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο, λύστε μόνοι σας τα παρακάτω προβλήματα:

1. Υπολογίστε τη μάζα του οξυγόνου που απαιτείται για την αντίδραση με σίδηρο βάρους 112 g

(3 Fe+4 Ο 2 = Fe 3 Ο 4).

Αλγόριθμος Νο. 4

Υπολογισμός της μάζας μιας ουσίας από τη γνωστή μάζα μιας άλλης ουσίας που συμμετέχει στην αντίδραση

Παράδειγμα.Υπολογίστε τη μάζα του οξυγόνου που απαιτείται για την καύση του φωσφόρου, βάρους 0,31 g.

ΚΑΘΗΚΟΝΤΑ ΓΙΑ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΗ ΛΥΣΗ

1. Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας οξειδίου του αργιλίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του αλουμινίου με μια ποσότητα ουσίας 0,27 mol με επαρκή ποσότητα οξυγόνου (4 Al +3 Ο 2 =2 Αλ 2 Ο 3).

2. Υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας οξειδίου του νατρίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του νατρίου με ποσότητα ουσίας 2,3 mol με επαρκή ποσότητα οξυγόνου (4 Na+ Ο 2 =2 Na 2 Ο).

3. Υπολογίστε τη μάζα του θείου που απαιτείται για τη λήψη οξειδίου του θείου ( IV) ποσότητα ουσίας 4 mol ( S+ Ο 2 = ΛΟΙΠΟΝ 2).

4. Υπολογίστε τη μάζα του λιθίου που απαιτείται για να ληφθεί χλωριούχο λίθιο με ποσότητα ουσίας 0,6 mol (2 Li+ Cl 2 = 2 LiCl).

5. Υπολογίστε την ποσότητα θειούχου νατρίου εάν το θείο ζυγίζει 12,8 g (2 Na+ S= Na 2 ΜΙΚΡΟ).

6. Υπολογίστε την ποσότητα χαλκού που σχηματίζεται εάν το οξείδιο του χαλκού αντιδράσει με το υδρογόνο ( II) βάρους 64 g ( CuO+ H2=

Με τη βοήθεια στοιχειομετρικών συντελεστών, το σχήμα μιας χημικής αντίδρασης μετατρέπεται στην εξίσωσή της, η οποία αντικατοπτρίζει ρητά τον νόμο διατήρησης του αριθμού των ατόμων κάθε τύπου κατά τη μετάβαση από τις αρχικές ουσίες (αντιδραστήρια) στα προϊόντα αντίδρασης.

Οι στοιχειομετρικοί συντελεστές μας επιτρέπουν να καθορίσουμε μια σχέση μεταξύ των ποσοτήτων των ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση με βάση τον ακόλουθο κανόνα:

οι συντελεστές σε μια χημική εξίσωση καθορίζουντραπεζίτης αναλογίες (αναλογίες) στις οποίες αντιδρούν αρχικές ουσίες (αντιδραστήρια) και σχηματίζονται προϊόντα αντίδρασης.

Εξετάστε, ως παράδειγμα, την αντίδραση σύνθεσης αμμωνίας:

3H 2 + N 2 = 2NH 3,

για το οποίο, σύμφωνα με τον παραπάνω κανόνα, μπορούμε να γράψουμε

όπου οι δείκτες είναι «πρώην». και "αρρ." αντιστοιχούν στις ποσότητες των ουσιών που αντιδρούν και σχηματίζονται. Η τελευταία σχέση μπορεί να παρουσιαστεί με άλλη μορφή:

α) για τις ουσίες H 2 και N 2:

ή σε άλλη μορφή
;

β) για τις ουσίες H 2 και NH 3:
ή
;

γ) για τις ουσίες N 2 και NH 3:
ή
.

Είναι εύκολο να δει κανείς ότι όλες οι αναλογίες μπορούν να συνδυαστούν και να γραφτούν με τη μορφή:

=
.

Η τελευταία ισότητα είναι βασική εξίσωση υπολογισμού, συνδέοντας τις ποσότητες των αντιδρώντων ουσιών και τα προκύπτοντα προϊόντα αντίδρασης. Εάν είναι απαραίτητο, οι μάζες και οι όγκοι των συμμετεχόντων στην αντίδραση μπορούν να εισαχθούν σε αυτήν την εξίσωση από τις συνθήκες του προβλήματος χρησιμοποιώντας τις συνήθεις σχέσεις.

Για παράδειγμα, για την αντίδραση

4FeS 2 (t) + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 (t) + 8SO 2 (g)

η κύρια εξίσωση υπολογισμού είναι:

και αν εισαγάγουμε σε αυτό τις μάζες που καθορίζονται συνήθως στα προβλήματα για τα στερεά και τους όγκους για τα αέρια, τότε θα πάρει την ακόλουθη μορφή:

Μέθοδος υπολογισμούΗ χρήση της βασικής εξίσωσης σχεδιασμού μιας χημικής αντίδρασης περιλαμβάνει πολλά γενικά σημεία:

1) Πρώτα απ 'όλα, προσδιορίζεται η υποστηρικτική ουσία,την ποσότητα με την οποία πραγματοποιούνται όλοι οι μετέπειτα υπολογισμοί. Στη δήλωση προβλήματος, καθορίζεται είτε μάζα είτε όγκος είτε συγκέντρωση για αυτό, το οποίο, με τη σειρά του, σας επιτρέπει να υπολογίσετε τον αριθμό των mol της υποστηρικτικής ουσίας. Κατά κανόνα, αυτό δεν είναι πολύ δύσκολο, αλλά η εξαίρεση ισχύει για τα λεγόμενα προβλήματα υπερβολικής και ανεπάρκειας, όταν υποστηρικτική ουσίαπρέπει να διαλέξετε δύο πρωτότυπα.Το γεγονός είναι ότι κατά την παρασκευή ενός μείγματος αντίδρασης, οι αρχικές ουσίες μπορούν να αναμειχθούν σε οποιεσδήποτε αναλογίες, αλλά πάντα θα αντιδρούν μεταξύ τους σε αυστηρά καθορισμένες αναλογίες, οι οποίες καθορίζουν στοιχειομετρικούς συντελεστές για αυτές στην εξίσωση χημικής αντίδρασης. Υπό αυτές τις συνθήκες, μια κατάσταση είναι πολύ πιθανή όταν μια από τις πρώτες ουσίες αντιδρά πλήρως, αλλά μέρος της άλλης παραμένει χωρίς αντίδραση και στη συνέχεια λένε ότι η πρώτη ουσία λαμβάνεται σε ανεπάρκεια σε σχέση με τη δεύτερη και, αντιστρόφως, τη δεύτερη ουσία. υπερβαίνει σε σχέση με το πρώτο. Σε αυτήν την περίπτωση, η αρχική ουσία που λαμβάνεται σε ανεπάρκεια θα πρέπει να επιλέγεται ως υποστηρικτική ουσία, καθώς η ποσότητα της είναι αυτή που θα καθορίσει τόσο την ολοκλήρωση της αντίδρασης όσο και την ποσότητα των προϊόντων που σχηματίζονται.

Πώς να προσδιορίσετε μια υποστηρικτική ουσία εάν το πρόβλημα περιέχει δεδομένα (μάζα, όγκος κ.λπ.) και για τις δύο αρχικές ουσίες; Έστω δύο ουσίες Α και Β να αντιδράσουν

aA + bB → προϊόντα αντίδρασης,

και οι αρχικές ποσότητες αυτών των ουσιών  0 (A) και  0 (B) μπορούν να υπολογιστούν από τις συνθήκες του προβλήματος.

Για να απαντήσετε στην ερώτηση πρέπει να συγκρίνετε δύο αριθμούς
, όπου είναι δυνατές τρεις επιλογές:

I var.
, τότε το αρχικό μείγμα αντίδρασης ονομάζεται στοιχειομετρικό και οποιοδήποτε από αυτά - Α ή Β - μπορεί να επιλεγεί ως υποστηρικτική ουσία.

II var.
, τότε η ουσία Α λαμβάνεται σε περίσσεια και η ουσία Β θα είναι η υποστηρικτική.

III var.
, τότε η ουσία Β θα είναι σε περίσσεια και η ουσία Α θα είναι η υποστηρικτική.

Το τέλος των μη αναστρέψιμων χημικών αντιδράσεων στην πρώτη παραλλαγή συμβαίνει τη στιγμή της ταυτόχρονης εξαφάνισης και των δύο αρχικών ουσιών και στις άλλες δύο - τη στιγμή της εξαφάνισης της ουσίας που λαμβάνεται λόγω έλλειψης και στο τελικό μείγμα ουσιών, μαζί με στα προϊόντα της αντίδρασης, θα υπάρχει ένα υπόλειμμα της ουσίας που δεν έχει αντιδράσει σε περίσσεια.

2) Από την κύρια εξίσωση υπολογισμού ακολουθεί μια απλή κανόνας για τον προσδιορισμό του αριθμού των σπίλωναντέδρασαν αρχικές ουσίες και προκύπτοντα προϊόντα ανάλογα με τον αριθμό των mol της υποστηρικτικής ουσίας:

Για να προσδιοριστεί ο αριθμός των γραμμομορίων μιας ουσίας που αντιδρά ή σχηματίζεται σε μια αντίδραση, είναι απαραίτητο να διαιρεθεί ο αριθμός των γραμμομορίων της ουσίας αναφοράς με τον στοιχειομετρικό της συντελεστή και να πολλαπλασιαστεί αυτό το αποτέλεσμα με τον στοιχειομετρικό συντελεστή της ουσίας που προσδιορίζεται.

Για την αντίδραση 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,

όπου η υποστηρικτική ουσία, για παράδειγμα, είναι αλουμίνιο, μπορούμε να γράψουμε:

Έχοντας καθορίσει τις ποσότητες των ουσιών που μας ενδιαφέρουν, είναι εύκολο να υπολογίσουμε τις μάζες, τους όγκους και τις συγκεντρώσεις τους, δηλαδή εκείνα τα χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων σε μια χημική αντίδραση που εμφανίζονται στη δήλωση προβλήματος.

Έτσι, το γενικό σχήμα υπολογισμού για την εξίσωση χημικής αντίδρασης μπορεί να παρουσιαστεί ως:

Μη αναστρέψιμη αντίδραση.

Αφήνω Και αρχικές ποσότητες αντιδραστηρίων Α και Β και
, δηλ. η ουσία Α λαμβάνεται σε περίσσεια, λοιπόν

έναΑ+ VΒ = Με C + ρερε

Αναστρέψιμη αντίδραση.

Σε αυτή την περίπτωση, η αντίδραση τελειώνει με την καθιέρωση χημικής ισορροπίας και το μείγμα ισορροπίας περιέχει τόσο τα προϊόντα αντίδρασης όσο και τις υπόλοιπες πρώτες ουσίες. Ας υποθέσουμε ότι μέχρι να επιτευχθεί η ισορροπία, για παράδειγμα, Χγραμμομόριο του προϊόντος Γ είναι μια υποστηρικτική ουσία, λοιπόν

έναΑ+ VΒ  Με C + ρερε

Παράδειγμα 1.Ένα διάλυμα που περιέχει 20,0 g υδροξειδίου του νατρίου απορρόφησε 6,72 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα (n.o.). Προσδιορίστε τα προϊόντα της αντίδρασης και τις ποσότητες τους.

Όταν ένα αλκαλικό διάλυμα απορροφά οξείδια οξέος (CO 2 , SO 2 , P 2 O 5 , κ.λπ.) ή ενώσεις υδρογόνου (H 2 S , κ.λπ.), που αντιστοιχούν σε πολυβασικά οξέα, στο πρώτο στάδιο, με περίσσεια αλκαλίου , σχηματίζονται πάντα μέτρια άλατα, τα οποία στο δεύτερο στάδιο, παρουσία περίσσειας απορροφούμενου αντιδραστηρίου, μετατρέπονται εν μέρει ή πλήρως σε όξινα άλατα:

CO 2 (αέριο) + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

Το υπόλοιπο διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με ανθρακικό νάτριο:

Na 2 CO 3 + CO 2 (αέριο) + H 2 O = 2 NaHC0 3

Έτσι, το διάλυμα περιέχει ένα μείγμα αλάτων: 0,1 mol NaHC03 και 0,2 mol Na 2 CO 3.

Παράδειγμα 2. 6 g υδροξειδίου του νατρίου προστέθηκαν σε ένα ποτήρι με 200 ml διαλύματος φωσφορικού οξέος με μοριακή συγκέντρωση 0,5 mol/l. Προσδιορίστε τη σύσταση του διαλύματος μετά το τέλος της αντίδρασης.

Κατά την εξουδετέρωση πολυβασικών οξέων με αλκάλια (NaOH, KOH, NH 3, κ.λπ.), τα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται διαδοχικά από μια ομάδα μετάλλου ή αμμωνίου και η σύνθεση των προϊόντων της αντίδρασης εξαρτάται από την αναλογία των ποσοτήτων των αντιδραστηρίων. Στην περίπτωσή μας, εάν – σχηματιστεί NaH 2 PO 4. εάν 1: 2, τότε Na 2 HPO 4 και εάν 1: 3, τότε Na 3 PO 4. Σε ενδιάμεσες περιπτώσεις, εμφανίζεται ένα μείγμα αλάτων.

Ας βρούμε τις αρχικές ποσότητες αντιδραστηρίων: ;
, – υπάρχει μια ενδιάμεση επιλογή μεταξύ 1: 1 και 1: 2, επομένως η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε δύο στάδια:

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

Έτσι, στο διάλυμα μετά την αντίδραση υπάρχει ένα μείγμα αλάτων - 0,05 mol κάθε NaH 2 PO 4 και Na 2 HPO 4.

Επιτυχία στην πραγματοποίηση υπολογισμοί με χρήση αλυσίδων χημικών εξισώσεωνστην περίπτωση που το προϊόν μιας αντίδρασης είναι η πρώτη ύλη για μια άλλη, εξαρτάται από τη σωστή επιλογή της ακολουθίας μεταβάσεων από τη μια εξίσωση στην άλλη. Έχοντας επιλέξει μια υποστηρικτική ουσία σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματος, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε βέλη για να υποδείξετε την ακολουθία υπολογισμού, να θυμάστε ότι η ουσία που ελήφθη στην προηγούμενη αντίδραση χρησιμοποιείται στην ίδια ποσότητα στην επόμενη, εάν, φυσικά, Δεν υπάρχουν απώλειες σε όλη τη διαδικασία πολλαπλών σταδίων και η απόδοση κάθε αντίδρασης είναι 100%.

Παράδειγμα 3.Πόσα λίτρα χλωρίου και υδρογόνου (n.s.) χρειάζονται για να ληφθεί υδροχλώριο ικανό να εξουδετερώσει ένα αλκαλικό διάλυμα που σχηματίζεται όταν 13,7 g βαρίου διαλύονται σε νερό.

Ας συνθέσουμε τις εξισώσεις όλων των αντιδράσεων και ας χρησιμοποιήσουμε βέλη για να υποδείξουμε την ακολουθία των υπολογισμών:

Υποστηρικτική ουσία βάριο και η ποσότητα του

(Ba) =
.

Αλυσίδα υπολογισμών:

εξίσωση (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

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

(Cl 2) =(H 2) =
,

τότε V(H 2) = V(Cl 2) = 0,1 mol · 22,4 l/mol = 2,24 l.

Όταν αποφασίζει προβλήματα που αφορούν μείγματα ουσιώνΕίναι απαραίτητο, καταρχήν, κάθε συστατικό του μείγματος να καταγράφει ξεχωριστά όλες τις χημικές αντιδράσεις στις οποίες μπορεί να συμμετέχει σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματος. Οι ουσίες του αρχικού μείγματος επιλέγονται συνήθως ως υποστηρικτικές ουσίες και οι ποσότητες τους (αριθμός mole) χαρακτηρίζονται ως άγνωστες - x, y, z, .... και στη συνέχεια συντάσσονται εξισώσεις ισοζυγίου υλικού σύμφωνα με τον αριθμό, τη μάζα ή όγκος (για αέρια) των συμμετεχόντων σε χημικές αντιδράσεις, όπου οι δύο τελευταίες πρέπει να εκφράζονται με όρους αγνώστων. Ο αριθμός των εξισώσεων ισορροπίας πρέπει να είναι ίσος με τον αριθμό των αγνώστων. Στο τελευταίο στάδιο, λύνεται το προκύπτον σύστημα αλγεβρικών εξισώσεων.

Παράδειγμα 4.Η καύση 13,44 λίτρων (αρ.) μίγματος υδρογόνου, μεθανίου και μονοξειδίου του άνθρακα παρήγαγε 8,96 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα και 14,4 g νερού. Προσδιορίστε την ποσότητα των αερίων στο μείγμα.

Εξισώσεις αντίδρασης:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O (I)

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (II)

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

Υποστηρικτικές ουσίες – CH 4, H 2 και CO. ας ορίσουμε τις ποσότητες τους

ν(Η2) = x; ν(СH 4) = y; ν(CO) = z.

Ας δημιουργήσουμε τρεις εξισώσεις ισορροπίας με βάση τον αριθμό των αγνώστων:

α) ισοζύγιο κατ' όγκο του μείγματος:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13,44 l, εισάγετε τους αγνώστους σε αυτό:

xV m + yV m + zV m = 13,44 ή x + y + z =
0,6 mol;

β) ισοζύγιο κατά την ποσότητα του CO 2:

ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν σύνολο. (CO 2), αλλά

;

ν(CO 2 / II) = ν(CH4) = y; ν(CO 2 / III) =
z, τότε y + z = 0,4.

γ) υπόλοιπο σε ποσότητα H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν σύνολο. (Η 2 Ο), αλλά

,

;
,

τότε x + 2y = 0,8.

Έτσι, παίρνουμε ένα σύστημα εξισώσεων της μορφής

,

που λύνεται εύκολα προφορικά

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