Задачи по уравнению реакции
Решение задач по химическим уравнениям: руководство для студентов
Данное учебное пособие, предназначенное для студентов химических специальностей, представляет собой систематизированное руководство по решению задач, основанных на химических уравнениях. Книга акцентирует внимание на понимании химических процессов и предлагает различные подходы к решению задач, делая акцент на рациональности и эффективности.
Основы и принципы
В начале пособия подчеркивается ключевая роль химического уравнения как условной записи химической реакции, основанной на законе сохранения массы веществ. Авторы напоминают о важности правильного понимания химической и физической сущности реакций, поскольку именно это является фундаментом для корректных расчетов. Особое внимание уделяется расстановке коэффициентов в уравнениях реакций, которая напрямую связана с подсчетом атомов и групп атомов.
Алгоритмы и методы решения
Пособие предлагает четкую последовательность действий при решении задач, начиная с вычисления массы (или количества) чистого вещества, если реагенты даны с примесями или в растворе. Далее следует составление уравнения реакции, выделение ключевых веществ и запись данных, необходимых для расчетов (количество вещества, молярные массы, объемы).
Авторы представляют два основных алгоритма для расчетов по химическим уравнениям. Первый алгоритм (Алгоритм 2) основан на составлении пропорций с использованием масс и объемов, а второй (Алгоритм 3) – с использованием количества вещества (моль). Отмечается, что второй алгоритм часто является более рациональным, особенно при решении задач с усложнениями.
Расширенные темы
Пособие также рассматривает более сложные типы задач, включая расчеты, связанные с выходом продукта реакции и использованием реагентов с примесями. Вводится понятие массовой доли выхода продукта реакции (η) и приводится алгоритм для решения задач, учитывающих технологические потери.
Отдельное внимание уделяется задачам, в которых один из реагентов взят в избытке. Представлены различные способы определения избытка реагента, подчеркивается важность расчета по веществу, полностью вступившему в реакцию.
Рассматриваются реакции, протекающие в газовой фазе, с акцентом на использование объемов реагирующих веществ. Также анализируются задачи, включающие параллельные реакции, где предлагается алгоритм решения, основанный на обозначении неизвестных количеств веществ переменными и составлении системы уравнений.
Цепочки реакций и ионные уравнения
В пособии уделяется внимание задачам, включающим цепи последовательных химических реакций, которые часто встречаются в промышленных процессах. Подчеркивается, что в таких задачах нет необходимости проводить расчеты по каждой реакции, достаточно определить соотношение между исходным и конечным веществами.
Отдельный раздел посвящен расчетам по молекулярно-ионным уравнениям, где рассматривается теория электролитической диссоциации. Авторы объясняют, как составлять ионные уравнения, выделять электролиты и неэлектролиты, а также использовать таблицы растворимости. Подчеркивается, что краткое ионное уравнение отражает общие свойства классов соединений и позволяет предвидеть результаты взаимодействия веществ.
Дополнительные аспекты
Пособие также затрагивает расчеты по термохимическим уравнениям, включая закон Гесса и понятие теплоты образования. Рассматриваются задачи, связанные с кинетическими уравнениями, где анализируется влияние температуры и концентрации на скорость реакции. Завершает пособие раздел, посвященный расчетам с использованием уравнений окислительно-восстановительных реакций, включая методы электронного баланса и электронно-ионного баланса.
- ВО - Бакалавриат
- 00.03.15: Психология и педагогика
- ВО - Магистратура
- 44.04.01: Педагогическое образование
Т. Н. Валуева, А. М. Краснова ЗАДАЧИ ПО УРАВНЕНИЮ РЕАКЦИИ Учебное пособие для студентов направления подготовки «Химия» Москва Берлин 2019
УДК 372.854(072)+54(075)
ББК 74.262.4я7+24р20я12
В15
Рецензент:
Карташова Т. Д. — кандидат химических наук, доцент
кафедры химии ФГБОУ ВО «ТулГУ»
Валуева, Т. Н.
В15
Задачи по уравнению реакции : учебное пособие для
студентов
направления
подготовки
«Химия»
/
Т. Н. Валуева, А. М. Краснова. — Москва ; Берлин :
Директ-Медиа, 2019. — 61 с.
ISBN 978-5-4499-0508-6
В пособии рассматриваются способы решения задач
с использованием уравнений реакций разного вида, при
этом обсуждаются наиболее рациональные подходы.
Пособие предназначено для студентов направления
подготовки «Химия» и учителей химии.
Текст печатается в авторской редакции.
УДК 372.854(072)+54(075)
ББК 74.262.4я7+24р20я12
ISBN 978-5-4499-0508-6
© Валуева, Т. Н., Краснова, А. М., текст, 2019
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019
Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул и знаков. Уравнения химических реакций составляют на основе закона сохранения массы веществ: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ. В результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают из ничего, а происходит их перегруппировка. Разумеется, основа успеха в решении задач, связанных с расчетами по химическим уравнениям, – правильное понимание химической и физической сущности рассматриваемых реакций. Любые расчеты теряют свой смысл, если уравнение реакции составлено неверно. Расстановка коэффициентов в уравнении реакции связана с подсчетом числа атомов или групп атомов в левой и правой стороне уравнения. При решении задач по уравнениям химических реакций можно соблюдать следующую последовательность: • Если вещества даны с примесями или в растворе, то сначала вычисляют массу (или количество) чистого вещества без примесей или содержащегося в растворе. 3
• Составляют уравнение соответствующей химической реакции. • В уравнении подчеркивают химические формулы веществ, вступивших в химическую реакцию и образовавшихся в результате химической реакции, данные которых указаны в условии задачи. • Над подчеркнутыми формулами веществ записывают те значения, которые даны в условии задачи и которые необходимо рассчитать. • Под подчеркнутыми формулами веществ записывают необходимые данные, которые можно узнать из данного уравнения: а) количество вещества – n (моль) (по коэффициенту, стоящему перед химической формулой вещества); б) молярные массы веществ – М (г/моль); получив эти данные можно рассчитать массу вещества по формуле: m=M·n, в) объем вещества, рассчитав его по формуле: V=Vm·n. 4
Алгоритм 1
Составление химических уравнений
Последовательность
действий
Примеры
Напишите
формулы
веществ, вступающих в
реакцию, через знак «+» и
поставьте знак «→»
Fe2O3 + H2SO4 →
Запишите
после
знака
«→» формулы продуктов
реакции (тоже через знак
«+»)
Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 +
H2O
Расставьте коэффициенты
перед
формулами
в
соответствии
с
числом
атомов каждого элемента
(и групп атомов)
Fe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+
3H2O
Проверьте
правильность
составления уравнения по
общей
сумме
атомов
каждого элемента в левой
и правой части уравнения
2Fe=2Fe
3S=3S
6H=6H
15O=15O
5
1. Расчеты по уравнению реакции, если известна масса, количество вещества, объем реагента или продукта (базовая задача) Расчеты по химическим уравнениям можно провести с помощью двух различных схем, представленных в виде алгоритма 2 и алгоритма 3. В основе обеих схем лежит метод составления пропорций. Принципиальное отличие заключается в том, что в схеме, представленной алгоритмом 2, пропорции составляются с использованием масс и объемов участвующих в реакции веществ, а в схеме, представленной алгоритмом 3,– с использованием количеств веществ. Однако нужно отметить, что решать задачи с введенными усложнениями, применяя алгоритм 2, не всегда целесообразно, поскольку решение при этом часто осложняется ненужными, громоздкими вычислениями. Поэтому рациональнее подойти к решению задачи с помощью алгоритма 3. 6
Алгоритм 2
Схема расчета по химическому уравнению
Последовательность
действий
Примеры
Прочитайте текст задачи
Рассчитайте массу оксида
кальция, которая полу
чится
при
разложении
карбоната кальция массой
400 г
Запишите
условие
и
требование
задачи
с
помощью
общепринятых
обозначений
Дано:
m(CaCO3)=400 г
m(CaO) – ?
Составьте
уравнение
реакции
Решение:
CaCO3 → CaO + СО2
Подчеркните
формулы
веществ, о которых идет
речь в условии задачи
CaCO3 → CaO + СО2
Надпишите
над
подчеркнутыми формулами
исходные
данные,
под
формулами
–
данные,
закономерно
вытекающие
из уравнения реакции и
соответствующие
коэффициентам
400 г х г
CaCO3 → CaO + СО2
ν =1 моль 1 моль
М=100 г/моль 56 г/моль
m=100 г 56 г
7
Похожие