Урок 29. Основные расчетные понятия

Конспект урока по химии на тему “Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного”
план-конспект урока по химии (10 класс)

Цели урока:
1. Образовательная: Расширить, углубить и систематизировать знания учащихся по решению задач:
1) Вычисление массовой (объёмной) доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного.
2)Закрепить умения пользоваться алгоритмами.
2. Воспитательная: воспитывать добросовестное отношение к учёбе, любовь к предмету, взаимопомощь и доброжелательное отношение друг к другу, ответственность за выполненную работу.
3. Развивающая: развитие навыков и умения в решении расчетных задач, вычисление масс веществ, вычисление по уравнениям реакций, вычисление массовой доли выхода продукта реакции и массовой доли примеси, выведение молекулярной формулы вещества.

Скачать:

Вложение Размер
urok_26.docx 55.42 КБ

Предварительный просмотр:

Химия Дата: 05.12.2018г. Урок №26 Класс:10

Тема: Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного.

«Не всякому помогает случай.

Судьба одаривает только подготовленные умы»

Цели урока:
1. Образовательная : Расширить, углубить и систематизировать знания учащихся по решению задач:
1) Вычисление массовой (объёмной) доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного.
2)Закрепить умения пользоваться алгоритмами.
2. Воспитательная : воспитывать добросовестное отношение к учёбе, любовь к предмету, взаимопомощь и доброжелательное отношение друг к другу, ответственность за выполненную работу.
3. Развивающая : развитие навыков и умения в решении расчетных задач, вычисление масс веществ, вычисление по уравнениям реакций, вычисление массовой доли выхода продукта реакции и массовой доли примеси, выведение молекулярной формулы вещества.
Тип урока: урок применения знаний, умений и навыков

Методы обучения : 1. Словесный.
2. Наглядный.
3. Работа по карточкам.
Оборудование:
1. Алгоритмы решения расчетных задач различных типов.

2. Набор карточек с различными типами задач.

4.На доске высказывание Луи Пастера.

1. Организационный момент.
2. Вступительное слово учителя :

– Добрый денье уважаемые гости!

– Учитель : Добрый день, друзья! Я рада вас видеть и очень хочу начать работу с вами. Хорошего вам настроения и успехов! Все ли готовы к уроку?
Дети : Да!
Учитель : Тогда вперед!
Сегодня мы проводим урок по теме: « Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного ».
-Как вы думаете, что мы сегодня на уроке будем делать?

-А какие типы задач мы с Вами решали?

-Перед тем как вы приступите к выполнению своей работы, давайте ещё раз вспомним алгоритмы решения расчетных задач различных типов.

3.Актуализация опорных знаний

а)повторение алгоритмов решения задач

2. Тип задач: « Выведение молекулярной формулы вещества на основании его плотности по водороду или воздуху и массовой доли элементов». При решении данного типа задач необходимо помнить, что молекулярная масса вещества выводится из плотности вещества по другому веществу и равна произведению относительной плотности на относительную молекулярную массу газа, по которому берется относительная плотность, в данном случае по водороду. Далее находится массы соответствующих элементов исходя из формулы.
3. Тип задач: «Выведение формулы вещества на основании его относительной плотности по водороду или воздуху, а так же по массе, объёму или количеству вещества продуктов его сгорания». Первоначально в данном типе задач находят относительную молекулярную массу вещества. Затем исходя из относительной молекулярной массы углекислого газа и того, что в состав молекулы СО2 входит один атом углерода, находят массу элемента углерода в веществе. После этого, исходя из относительной молекулярной массы воды и того, что в состав молекулы Н2О входят два атома водорода в веществе находят массу элемента водорода в веществе. Далее на основании суммы масс элементов углерода определяют, присутствует ли в данном веществе элемент кислорода и если присутствует, то определяют его массу. И только после произведенных расчетов находят индекс атомов, углерода, водорода и кислорода. И в конце обязательно делают проверку, чтобы доказать верность формулы вещества.

Работа с классом. (приложение 1)

Учитель раздаёт на каждую парту лист с химическим диктантом /приложение 1/ и даёт такие комментарии:

– Ребята, я предлагаю вам выполнить это задание для того, чтобы вы вспомнили ключевые понятия прошлого урока. Многие характеристики кислорода помогут нам более детально разобраться в теме сегодняшнего урока.

Далее учитель показывает на слайде “ключ” ответов:

– Я прошу вас продемонстрировать результат выполненной работы; поднимите руку те дети, кто получил положительную оценку. (Если в классе окажутся дети с неудовлетворительной оценкой, учитель предложит им выполнить это задание ещё раз на следующем уроке).

Решение задач по химии

В этой статье мы коснемся нескольких краеугольных понятий в химии, без которых совершенно невозможно решение задач. Старайтесь понять смысл физических величин, чтобы усвоить эту тему.

Я постараюсь приводить как можно больше примеров по ходу этой статьи, в ходе изучения вы увидите множество примеров по данной теме.

Относительная атомная масса – Ar

Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.

Относительная молекулярная масса – Mr

Относительная молекулярная масса складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав вещества. В качестве примера найдем относительные молекулярные массы кислорода, воды, перманганата калия и медного купороса:

Моль и число Авогадро

Моль – единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа 12 C, т.е. 6 × 10 23 .

Число Авогадро (постоянная Авогадро, NA) – число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.

Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль – международная единица количества вещества, которая показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества. Один моль любого вещества содержит 6.02 × 10 23 атомов/молекул/ионов – вот самое важное, что сейчас нужно понять.

Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии обозначается N, ν (по греч. читается “ню”).

Рассчитаем по формуле: ν = N/NA количество вещества 3.01 × 10 23 молекул воды и 12.04 × 10 23 атомов углерода.

Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.

Молярная масса – M

Молярная масса – масса одного моля вещества, выражается в “г/моль” (грамм/моль). Численно совпадает с изученной нами ранее относительной молекулярной массой.

Рассчитаем молярные массы CaCO3, HCl и N2

M (HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль

M (N2) = Ar(N) × 2 = 14 × 2 = 28 г/моль

Полученные знания не должны быть отрывочны, из них следует создать цельную систему. Обратите внимание: только что мы рассчитали молярные массы – массы одного моля вещества. Вспомните про число Авогадро.

Получается, что, несмотря на одинаковое число молекул в 1 моле (1 моль любого вещества содержит 6.02 × 10 23 молекул), молекулярные массы отличаются. Так, 6.02 × 10 23 молекул N2 весят 28 грамм, а такое же количество молекул HCl – 36.5 грамм.

Это связано с тем, что, хоть количество молекул одинаково – 6.02 × 10 23 , в их состав входят разные атомы, поэтому и массы получаются разные.

Часто в задачах бывает дана масса, а от вас требуется рассчитать количество вещества, чтобы перейти к другому веществу в реакции. Сейчас мы определим количество вещества (моль) 70 грамм N2, 50 грамм CaCO3, 109.5 грамм HCl. Их молярные массы были найдены нам уже чуть раньше, что ускорит ход решения.

ν (CaCO3) = m(CaCO3) : M(CaCO3) = 50 г. : 100 г/моль = 0.5 моль

ν (HCl) = m(HCl) : M(HCl) = 109.5 г. : 36.5 г/моль = 3 моль

Иногда в задачах может быть дано число молекул, а вам требуется рассчитать массу, которую они занимают. Здесь нужно использовать количество вещества (моль) как посредника, который поможет решить поставленную задачу.

Предположим нам дали 15.05 × 10 23 молекул азота, 3.01 × 10 23 молекул CaCO3 и 18.06 × 10 23 молекул HCl. Требуется найти массу, которую составляет указанное число молекул. Мы несколько изменим известную формулу, которая поможет нам связать моль и число Авогадро.

Теперь вы всесторонне посвящены в тему. Надеюсь, что вы поняли, как связаны молярная масса, число Авогадро и количество вещества. Практика – лучший учитель. Найдите самостоятельно подобные значения для оставшихся CaCO3 и HCl.

Молярный объем

Молярный объем – объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как – VM.

Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом 33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. – константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы возьмем: хлор, азот или сероводород.

Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ все же надо выбрать, выберем хлор – Cl2.

Моль (количество вещества) – самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи – выполнена :)

Относительная плотность и газы – D

Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).

В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу газа, по которому дана плотность.

Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере. Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5

Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): “Плотность неизвестного вещества по кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества”

Относительная плотность и водный раствор – ρ

Пишу об этом из-за исключительной важности в решении сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.

Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы измерения плотности: г/мл, г/см 3 , кг/м 3 и т.д.

Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении – так вы точно не запутаетесь.

Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки, если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам “как к числам”, то не запутаетесь.

В ходе ваших действий “грамм” и “грамм” должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае вы бы получили граммы в квадрате :)

К примеру, даны масса раствора HCl – 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.

Массовая доля – ω

Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит как растворитель, так и само растворенное вещество.

Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю в долях от единицы, если хотите получить в процентах – его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.

Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Расчетные задачи по химии. Тема: “Методика решения расчетных задач с использованием основных физических величин”

Разделы: Химия

Расчётные задачи по химии учащиеся решают с начала VIII класса и до конца обучения в школе. Решение задач позволяет:

  • расширять кругозор учащихся;
  • развивать умение логически мыслить;
  • воспитывать самостоятельность, внимательность, умение анализировать, делать правильные выводы;
  • устанавливать связь химии с другими науками: физикой, математикой, биологией, экологией и др.;
  • способствует политехнической подготовке учащихся, готовиться к успешной аттестации по предмету (в том числе и в форме ЕГЭ).

Решая задачи, учащиеся более глубоко усваивают учебный материал, учатся применять приобретённые теоретические знания на практике.

Традиционная методика обучения решения химических задач (чаще всего – это решение задач методом составления пропорций) имеет ряд недостатков. В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают общим подходом к решению, умеют оценивать свои действия в процессе решения, самостоятельно составлять условия задач, умеют выбирать рациональные способы решения и др.

Представленная методика обучения решения задач от общих приёмов к частным позволяет решить недостатки традиционных способов обучения. В данной работе показываются приёмы решения задач с использованием основных физических величин. Среди них величина n (или ν) – количество вещества – позволяет связать все основные физические величины друг с другом. Это даёт возможность составлять логические схемы решения задач с использованием этих физических величин.

Задача учителя состоит в том, чтобы научить учащихся понимать смысл этих физических величин и применять физические формулы при решении расчётных задач различных типов, научить анализировать условия задач, через составление логической схемы решения конкретной задачи на основе знания общего подхода к решению. Составление логической схемы задачи предотвращает многие ошибки, которые допускают учащиеся.

Ниже приведены основные формулы физических величин и их взаимосвязи, которые учащиеся должны знать в обязательном порядке и использовать их при решении.

В данной работе показываются примеры решения некоторых основных типов задач, по которым можно понять методический подход при обучении учащихся.

Исходные формулы, отображающие взаимосвязь физических величин.

1. Относительная атомная масса (Ar):

, где x – любой химический элемент.

2. Относительная молекулярная масса (Mr): ;

.

3. Плотность вещества (ρ) позволяет связать собой массу (m) и объем (V) вещества: .

4. Масса, объем, число частиц (N), количество теплоты (Q) связаны между собой универсальной физической величиной – количеством вещества – n(или ν):

5. Относительная плотность (D):

6. Массовая доля ω:

элемента в веществе: ; ;

примеси в веществе: ;

растворенного вещества в растворе: ; mр-ра = mр.в.+ mр-ля

7. Объемная доля вещества в смеси (φ) (для газов): .

8. Молярная концентрация (Сm или С): .

9. Уравнение Клапейрона – Менделеева: .

Методика решения задач различных типов.
Расчеты по химическим формулам.

Решение данного типа задач начинается с осмысления понятия записи химической формулы, с осмыслением того, что учащиеся могут узнать по записи химической формулы. Рассмотрим примеры решения задач с использованием веществ только молекулярного строения. Молекулярная (истинная) формула показывает действительное число атомов каждого элемента в молекуле. В таблице №1 показано, какие сведения о веществе можно узнать по записи формулы вещества.

Алгоритм решения базовой задачи.

  1. Заданный по условиям параметр переводим в количество вещества (n или ν).
  2. По индексам определяем количество вещества искомого химического элемента (n(х) или ν(х)).
  3. По формулам, отображающим взаимосвязь величин, рассчитываем неизвестный параметр.

Графическая схема решения базовой задачи.

Примеры задач

Задача 1. Рассчитайте число атомов углерода и кислорода в 11,2 л. (н.у.) углекислого газа.

Задача 2. В каком объеме углекислого газа содержится 9,03·1023 атомов кислорода?

Какова его масса?

Задача 3. Газ, плотность которого равна 1,96 г/л (н.у.), состоит из углерода и кислорода, причем ω(C) = 0,27. Определите формулу данного вещества.

Логическая схема решения задачи:

Расчёты по химическим уравнениям.

Химическими уравнениями называют условную запись химической реакции посредством химических знаков, формул и коэффициентов.

Уравнение химической реакции показывает, какие вещества вступают в реакцию и какие образуются, а также соотношение количеств этих веществ. Иными словами, химическое уравнение – это способ выражения (передачи) качественной и количественной информации о химическом явлении.

Запишем уравнение реакции в общем виде: aA + bB ® cC +dD, где А и В – исходные вещества, С и D – продукты реакции, a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты.

Стехиометрические коэффициенты подбирают на основе того, что число атомов каждого элемента до и после реакции остается неизменным. Это можно рассматривать как следствие закона сохранения массы.

Рассмотрим информацию, содержащуюся в стехиометрических коэффициентах.

Отношение стехиометрических коэффициентов равно:

отношению числа частиц, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции

a : b : c : d = N(A) : N(B) : N(C) : N(D)

отношению молярных количеств веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции a : b : c : d = n(A) : n(B) : n(C) : n(D)

отношению объемов, вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции газообразных веществ a : b : c : d = V(A) : V(B) : V(C) : V(D).

Последнее отношение выполняется, если:

  1. это газообразные вещества, близкие по свойствам к идеальному газу,
  2. объемы этих газов измерены при одинаковом давлении и температуре.

Несмотря на большое разнообразие задач данного типа, принцип решения их одинаков: по известному параметру (N, m, V) одного вещества рассчитывается неизвестный параметр X (Nx, mx, Vx) другого вещества. Такая задача является простейшей (базовой).

Алгоритм решения базовой задачи (последовательность действий).

  1. Составляем уравнение химической реакции и выписываем мольные соотношения прореагировавших и получившихся веществ.
  2. По формулам, отображающим взаимосвязь физических величин, переводим заданную по условию величину в количество (n или ν) исходного вещества.
  3. По мольным отношениям рассчитываем n определяемого вещества (Х).
  4. По формулам, отображающим взаимосвязь физических величин, рассчитываем неизвестный параметр X.

Графическая схема решения базовой задачи.

В качестве базовых рассмотрим решение следующих задач:

Задача 1. Вычислите n, m, V углекислого газа, полученного при действии на 50 г карбоната кальция избытком раствора соляной кислоты.

Задача 2. При взаимодействии цинка с избытком раствора соляной кислоты выделилось 1,12 л водорода (н.у.). Вычислите массы растворившегося цинка и образовавшейся соли.

Задача 3. При взаимодействии с избытком соляной кислоты металла (валентность, которого во всех соединениях равна II) массой 12 г образовался водород объемом 6,72 л (н.у.).

Определите, какой это металл.

Усложнение базовой задачи.

Расчет массы реагирующих или образующихся химических соединений на практике осложнен. Это обусловлено несколькими причинами:

  1. Исходные вещества или продукты реакции задаются в условиях отличных от нормальных.
  2. Исходные вещества вводятся в виде растворов.
  3. Во многих случаях реагенты содержат примеси, которые в данной конкретной реакции либо не участвуют вообще, либо образуют отличные от целевого продукта вещества.
  4. Выход продуктов не соответствует теоретическому, т.к. очистка целевого вещества приводит не только к освобождению от многочисленных примесей, но и к частичной потери основного вещества.

Таким образом, перед использованием исходных данных для решения задачи и подстановки их в основную цепь расчетов необходимо провести те или иные дополнительные преобразования. Для перевода условий, отличных от нормальных (для газообразных веществ) используется исходная формула 9 – расчеты физико-химических величин по управлению Клапейрона – Менделеева.

1. Исходные вещества вводятся в виде раствора.

Задача. Сколько граммов 10%-ного раствора гидроксида натрия требуется для нейтрализации

20 г 4,9%-нго раствора серной кислоты?

2. Расчет количественных параметров продуктов реакции, если исходные вещества содержат примеси, расчет массовой доли примеси.

Абсолютно чистого вещества в природе не бывает, поэтому в химических производствах вынуждены использовать исходные вещества, содержащие примеси. Эти примеси обычно имеют отличные от основного вещества свойства и, поэтому не образуют в процессе производства нужные продукты.

В связи с этим, чтобы определить количественные параметры получаемого продукта, необходимо вначале рассчитать количественные параметры вступающего в реакцию чистого вещества, которое содержится в исходном объекте. После этого решается базовая задача.

Обратные задачи заключаются в оценке чистоты исходных веществ по количеству продуктов реакции.

Содержание примеси обычно выражают в частях от единицы (или выражают в %). Эта величина показывает массовую долю чистого вещества (примеси) в исходном образе (формула 1).

Для вычисления массы чистого вещества (или примесей), содержащегося в смеси, используют формулу 2.

(1)

Задача. При взаимодействии 10,8 г кальцинированной соды (безводный карбонат натрия)

с избытком раствора соляной кислоты получили 2,24 л (н.у.) оксида углерода (IV).

Вычислите содержание примеси в соде.

3. Расчеты по химическим уравнениям, если одно из реагирующих веществ дано в избытке.

Как быть, если одновременно заданы параметры нескольких реагирующих веществ? По какому из них вести расчет? Это определяют, сравнения отношения стехиометрических коэффициентов и отношение количеств вещества, взятых для данной реакции.

Если один из реагентов присутствует в количестве больше, чем стехиометрическое, то часть его остается неиспользованной после окончания реакции (избыток вещества). Очевидно, что расчеты нужно вести по веществу, которое в данной реакции расходуется полностью (т.е. находится в недостатке).

Задача. В реакционном сосуде смешали 6,72 л оксида углерода (II) и 2,24 л кислорода и смесь подожгли. Определите объемный состав полученной смеси.

Используемая литература:

  1. Кузнецова Н.Е., Лёвкин А.Н. Задачники по химии для учащихся 8 и 9 классов общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 2008.
  2. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы – М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2002.
  3. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Задачи, вопросы и упражнения по химии: 8-11 кл.: Пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2002.

Урок 29. Основные расчетные понятия

Признак

В условии задачи встречается слово «выход». Теоретический выход продукта всегда выше практического.

Понятия «теоретическая масса или объём, практическая масса или объём» могут быть использованы только для веществ-продуктов.

Доля выхода продукта обозначается буквой

(эта), измеряется в процентах или долях.

Также для расчётов может использоваться количественный выход:

I. Первый тип задач

Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.

Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).

Найти: -?

2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

M(MgSO4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль

4. Находим количество вещества реагента по формулам

= 120 г/моль · 0,05 моль = 6 г

6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле

(MgSO4)=(5,5г ·100%)/6г=91,7%

Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим

II. Второй тип задач

Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.

Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.

1. Записываем краткое условие задачи

=80% или 0,8

2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ

M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль

M(CaC2) = 40 + 2 · 12 = 64г/моль

4. Находим количество вещества реагента по формулам

ν(CaO)=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль

5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (νтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции

6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле

m практич (CaC2) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г

Ответ: m практич (CaC2) = 15,36 г

III. Третий тип задач

Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.

Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.

3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы:

= 28,56 л / 0,85 = 33,6 л

ν(CO2) = 33,6 (л) / 22,4 (л/моль) = 1,5 моль

4. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

, следовательно

6. Определяем массу (объём) реагента по формуле:

m(Na2CO3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г

IV. Решите задачи

Задача №1. При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%).

Задача №2 . Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr2O3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход хрома составляет 95 %.

Задача №3 . Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.

Задача №4 . К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,1 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %.

Урок «Решение расчётных задач «Определение выхода продукта реакции от теоретически возможного»»

Технологическая карта урока
Ф.И.О. Антонова Елена Валерьевна
Предмет: Химия
Класс: 9
Тип урока: Обобщения и систематизации знаний.

Планируемые результаты урока:

личностные: формировать умения понимать значимость химических знаний и вычислительных навыков для решения химических задач Коммуникативные: У станавливать связь между целью деятельности и ее результатом, оценивать собственный вклад в работу группы. Метапредметные : формировать умений планировать, контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей, самообразование, самоорганизация, саморазвитие и самоопределение; сотрудничество в команде (планирование, распределение функций, взаимопомощь, взаимоконтроль); Предметные: установить взаимосвязь понятий: обобщить и закрепить навыки вычисления выхода продукта реакции от теоретически возможного .

Решение расчётных задач «Определение выхода про­дукта реакции от теоретически возможного»

Создание условий для развития навыков решения задач на выход продукта от теоретически возможного, используя алгоритмы решения задач и математических расчетов по химическим формулам.

Образовательные: Обобщить и закрепить навыки вычисления выхода продукта реакции от теоретически возможного
Развивающие: Развитие умения анализировать, рассуждать, умения работать в группах.
Воспитательные: Воспитание чувства взаимопомощи, ответственности.

: ПознавательныеУУД: умение вести самостоятельный поиск, анализ, отбор информации, её преобразование, сохранение и передачу.

Личностные УУД: овладение системой знаний и умений, навыками их применения в различных жизненных ситуациях;

Регулятивные УУД: работа по плану, инструкции; осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.

Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других; умение формулировать и аргументировать свои мнения и позиции; умение устно и письменно выражать свои мысли, идеи.

Планируемые результаты

Знать Алгоритм решения задач на выход продукта от теоретически возможного

Уметь Решать задачи на выход продукта от теоретически возможного

Личностные: овладение системой знаний и умений, навыками их применения в различных жизненных ситуациях
Метапредметные: навыки вычисления по формулам

Основные понятия

Практический выход реакции, теоретический выход реакции

Межпредметные связи

Дополнительные

Презентация. Карточки, листы самоконтроля

Формы организации учебной деятельности

фронтальная, И – индивидуальная, Г – групповая

Частично поисковая. Детско-взрослое взаимодействие.

Дидактическая
структура
урока

Деятельность
учеников

Деятельность
учителя

Задания для учащихся, выполнение которых приведёт к достижению запланированных результатов

Планируемые результаты

Организационный момент
Время:2мин:

Позитивный настрой на урок.

Настраиваются на работу. Просмотр слайдов

Формулируют цель и задачи урока

Приветствует учеников. Сообщает тему урока. Предлагает сформулировать цель урока.

Эмоциональное вхождение в урок

развитие по средствам знаний познавательных интересов

Личностные УУД : Самостоятельно определять цели и задачи урока на основе имеющихся знаний с учетом того, что ещё не известно. : ; .

Регулятивные УУД: высказывание своего предположения на основе учебного материала; проговаривание последовательности действий на уроке;

Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других; умение формулировать и аргументировать свои мнения и позиции; умение устно и письменно выражать свои мысли, идеи.

Мотивация учащихся для работе на уроке.

Смотрят сценку. Читают задачи.

1. При восстановлении оксида цинка 200к г оксида цинка, алюминием. Получили цинк. Определите массу полученного вещества, если выход продукта реакции составляет 80%.

2. Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr 2 O 3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 кг, если практический выход хрома составляет 80 %.

Предлагает посмотреть сценку

Сценка: «Директор металлургического завода просит помощи в решении производственной задачи: «нахождение выхода продукта реакции

развитие по средствам знаний познавательных интересов

Личностные УУД: овладение системой знаний и умений, навыками их применения в различных жизненных ситуациях;

Регулятивные УУД: работа по плану, инструкции; осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.

Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других; умение формулировать и аргументировать свои мнения и позиции; умение устно и письменно выражать свои мысли, идеи.

Повторение пройденногоматериала
Время:

10мин
Цель: , актуализация опорных знаний и умений

Повторить ранее изученный учебный материал .Развивать вычислительные навыки

1 .Записывают на доске формулы:

2. Задание группам

1.Вычислите количество вещества CuO соответствующее 5г.

2. вычислите количество вещества CaO соответствующее 5г

3.вычислите сколько граммов FeO соответствует3 молям

4.вычислите сколько граммов MgO соответствует 2 молям

1.Предлагает записать формулы .

2. Предлагает решить задачи.

1. Записать на доске формулы

2. Решить задачи, условия на слайде

закрепить навыки вычисления по формулам: количество вещества, массы.

Регулятивные УУД: работа по плану, инструкции; осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.

Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других; умение формулировать и аргументировать свои мнения и позиции; умение устно и письменно выражать свои мысли, идеи.

Обобщение знаний
Время: 2 мин

Цель: Обобщить знание алгоритма решения задач.

Разсказавают алгоритм решения задач на выход продукта реакции

Спрашивает алгоритм решения задач.

Алгоритм решения на слайде

Обобщить и закрепить навыки вычисления выхода продукта реакции от теоретически возможного

Регулятивные УУД: работа по плану, инструкции; осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.

Коммуникативные УУД: умение слушать и понимать речь других; умение формулировать и аргументировать свои мнения и позиции; умение устно и письменно выражать свои мысли, идеи.

Систематизация знаний
Время:15мин
Цель:

Обеспечение выполнения способов действий на уровне применения в измененной ситуации

1 . При восстановлении оксида цинка 200к г оксида цинка, алюминием. Получили цинк. Определите массу полученного вещества, если выход продукта реакции составляет 80%.

2. Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr 2 O 3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 ег, если практический выход хрома составляет 80 %.

4. Представление решённых задач.

5. Предлагают «инженеру» включить в отчёт данные полученные при решении задач

Предлагает решить задачи предложенные в сценке.

4.3.1. Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе».

Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.

Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.

Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.

Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге. Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода. Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.

В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:

где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).

Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы. В связи с этим массовую долю можно также выражать в процентах (%), причем именно в таком формате она фигурирует практически во всех задачах. Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:

Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).

Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.

Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:

Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:

Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:

Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:

а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.

Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.

Примеры задач на растворы

Пример 1

Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.

Решение:

Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:

Из условия m(KNO3) = 5 г, а m(Н2O) = 20 г, следовательно:

Пример 2

Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.

Решение:

Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода. Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:

Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы. Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:

Решая это уравнение находим x:

т.е. m(H2O) = x г = 180 г

Пример 3

150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.

Решение:

Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

где mр.в., mр-ра и ωр.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.

Из условия мы знаем, что:

Вставим все эти значения в таблицу, получим:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:

Начинаем заполнять таблицу.

Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ωр.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.

В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем рассчитать его:

Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:

Внесем рассчитанные значения в таблицу:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m(3)р.в. и m(3)р-ра):

Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:

Пример 4

К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%

Решение:

Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:

Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:

Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:

1-й раствор
2-й раствор
3-й раствор

Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m(3)р.в. в третьей ячейке:

Учитель всех предметов

Сайт учителя всех предметов. Технологические карты уроков, подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Конспекты уроков по химии 8 класс.

1. Предмет химии. Вещества

2. Превращение веществ. Роль химии в жизни человека.

3. Практическая работа №1: «Приёмы обращения с лабораторным оборудованием. Строение пламени».

4. Периодическая система химических элементов. Знаки химических элементов.

5. Структура таблицы. Периоды, группы.

6. Химические формулы. Относительные атомные и молекулярные массы.

7. Расчёты по химической формуле.

8. Валентность. Определение валентности по формуле в бинарных соединениях.

9. Составление химических формул по валентности.

10. Контрольная работа № 1 по теме «Введение. Первоначальные химические понятия».

11. Основные сведения о строении атома.

12. Строение электронных оболочек атомов химических элементов.

13. Изменение числа электронов на внешнем электронном уровне.

14. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.

15. Ионная связь.

16. Ковалентная неполярная химическая связь.

17. Ковалентная полярная химическая связь. Электроотрицательность.

18. Металлическая химическая

19. Контрольная работа №2 по теме « Атомы химических элементов»

20. Простые вещества — металлы.

21. Простые вещества – неметаллы.

22. Количества и Молярная масса вещества.

23. Молярный объём газов. Закон Авогадро

24. Решение задач с использованием понятий «количество вещества», «молярная масса», «молярный объём», «число Авогадро».

25. Контрольная работа № 3 по теме «Простые вещества»

26. Степень окисления

27. Бинарные соединения металлов и неметаллов

28. Оксиды. Летучие водородные соединения.

30. Кислоты: состав, номенклатура.

32. Кристаллические решетки.

33. Чистые вещества и смеси.

34. Практическая работа №2 Очистка загрязненной поваренной соли

35. Массовая и объёмная доли компонентов смеси (раствора).

36. Решение расчётных задач на нахождение массовой и объёмной долей смеси.

37. Практическая работа №3 Приготовление раствора с определённой массовой долей растворённого вещества.

38. Контрольная работа № 4 по теме «Соединения химических элементов»

39. Химические реакции и условия их протекания.

40. Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения.

41. Реакции разложения.

42. Реакции соединения

43. Реакции замещения.

44. Реакции обмена.

45. Типы химических реакций на примере воды.

46. Решение задач по химическим уравнения на нахождение количества массы и объёма вещества.

47. Решение задач по химическим уравнениям на нахождение массы или объёма продукта реакции

48. Контрольная работа №5 по теме «Изменения, происходящие с веществами».

49. Растворение. Растворимость веществ в воде.

50. Электролитическая диссоциация.

51. Основные положения теории электролитической диссоциации.

52. Диссоциация кислот, оснований, солей.

53. Ионные уравнения

54. Упражнения в составлении ионных уравнений реакций.

55. Кислоты в свете теории электролитической диссоциации.

56. Основания в свете теории электролитической диссоциации.

58. Соли в свете теории электролитической диссоциации.

59. Практическая работа № 4. Свойства кислот, оснований, оксидов и солей.

60. Генетическая связь между классами неорганических соединений.

61. Окислительно — восстановительные реакции.

62. Упражнения в составлении окислительно- восстановительных реакций.

63. Свойства веществ изученных классов в свете ОВР.

64. Практическая работа № 5. Генетическая связь между классами неорганических соединений.

65. Обобщение и систематизация знаний по теме«Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов.»

66. Контрольная работа №6 по теме «Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов»

Читайте также:
Урок 31. Задачи, решаемые по уравнениям реакций
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: