Расчёты по уравнениям реакций

10 терминов

Алгоритм расчёта по уравнению: 1) записать уравнение и расставить коэффициенты; 2) найти количество вещества известного реагента: \(n = m/M\) (если дан раствор — сначала \(m = \omega \cdot m(\text{р-ра})\)) или \(n = V/22{,}4\) для газа; 3) пропорция по коэффициентам — найти \(n\) искомого вещества; 4) перевести в массу (\(m = n \cdot M\)), объём (\(V = n \cdot 22{,}4\)) или число частиц; 5) при необходимости — массовая доля в полученном растворе.

Задача	Решение
Масса осадка при взаимодействии 200 г 10 % раствора \(\ce{CuSO4}\) с избытком \(\ce{NaOH}\) (расчёт по массе раствора)	\(m(\ce{CuSO4}) = 20\) г; \(n = 20/160 = 0{,}125\) моль; \(\ce{CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 v + Na2SO4}\); \(n(\ce{Cu(OH)2}) = 0{,}125\) моль; \(m = 0{,}125 \cdot 98 = 12{,}25\) г
Расчёт объёма газа по уравнению: объём водорода (н. у.) при растворении 13 г цинка в соляной кислоте	\(n(\ce{Zn}) = 13/65 = 0{,}2\) моль; \(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\); \(n(\ce{H2}) = 0{,}2\) моль; \(V = 0{,}2 \cdot 22{,}4 = 4{,}48\) л
Масса раствора \(\ce{HCl}\) (\(\omega = 20\ \%\)), нужная для нейтрализации 8 г \(\ce{NaOH}\)	\(n(\ce{NaOH}) = 0{,}2\) моль; \(\ce{NaOH + HCl = NaCl + H2O}\); \(n(\ce{HCl}) = 0{,}2\) моль; \(m(\ce{HCl}) = 7{,}3\) г; \(m(\text{р-ра}) = 7{,}3/0{,}2 = 36{,}5\) г
Объём \(\ce{CO2}\) (н. у.) при действии избытка кислоты на 50 г \(\ce{CaCO3}\)	\(n(\ce{CaCO3}) = 0{,}5\) моль; \(\ce{CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ^}\); \(V(\ce{CO2}) = 0{,}5 \cdot 22{,}4 = 11{,}2\) л
Масса воды при сгорании 5,6 л метана (н. у.)	\(n(\ce{CH4}) = 0{,}25\) моль; \(\ce{CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O}\); \(n(\ce{H2O}) = 0{,}5\) моль; \(m = 9\) г
Объёмные отношения газов: объём \(\ce{O2}\) для сжигания 10 л \(\ce{H2}\)	\(\ce{2H2 + O2 = 2H2O}\): \(V(\ce{O2}) = 10/2 = 5\) л — объёмы газов относятся как коэффициенты

Масса конечного раствора (в задании 22 ОГЭ обычно спрашивают массу осадка, объём газа или массу вещества, но этот приём пригодится в 10–11 классах):

\[ m(\text{конечного р-ра}) = \sum m(\text{исходных растворов и веществ}) - m(\text{осадка}) - m(\text{газа}); \qquad \omega = \frac{m(\text{продукта в растворе})}{m(\text{конечного р-ра})}. \]

Пример: к 200 г 4,9 % \(\ce{H2SO4}\) добавили 100 г раствора \(\ce{BaCl2}\) (в избытке): \(m(\ce{H2SO4}) = 9{,}8\) г, \(n = 0{,}1\) моль; \(\ce{BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 v + 2HCl}\); \(m(\ce{BaSO4}) = 23{,}3\) г; \(n(\ce{HCl}) = 0{,}2\) моль, \(m(\ce{HCl}) = 7{,}3\) г; масса конечного раствора \(200 + 100 - 23{,}3 = 276{,}7\) г, \(\omega(\ce{HCl}) = 7{,}3 / 276{,}7 \approx 0{,}026\) (2,6 %).

Ловушка ОГЭ. Пропорцию составляют по молям, а не по граммам: из 10 г \(\ce{CaCO3}\) получается 0,1 моль \(\ce{CO2}\), то есть 4,4 г, а не 10 г. Учитывайте коэффициенты: из 2 моль \(\ce{Al}\) по уравнению \(\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2}\) получается 3 моль водорода.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 22 (демоверсия 2027): «К 300 г раствора с массовой долей сульфата меди(II) 8 % добавили избыток раствора гидроксида натрия. Определите массу выпавшего осадка». Баллы — за уравнение, за расчёт количества вещества и за ответ: \(n(\ce{CuSO4}) = 0{,}15\) моль, \(m(\ce{Cu(OH)2}) = 14{,}7\) г.

Задача	Решение
Объёмные отношения газов: объём \(\ce{O2}\) для сжигания 10 л \(\ce{H2}\)	\(\ce{2H2 + O2 = 2H2O}\): \(V(\ce{O2}) = 10/2 = 5\) л — объёмы газов относятся как коэффициенты

Избыток и недостаток: если известны массы двух реагентов, находят \(n\) каждого, делят на коэффициент и сравнивают — расчёт ведут по недостатку. Выход продукта (если задан): \(m(\text{практ.}) = \eta \cdot m(\text{теор.})\); примеси в образце: сначала находят массу чистого вещества \(m = m(\text{образца}) \cdot (1 - \omega(\text{примесей}))\).

Молярные массы для расчётов (г/моль): \(\ce{H2}\) — 2, \(\ce{O2}\) — 32, \(\ce{H2O}\) — 18, \(\ce{CO2}\) — 44, \(\ce{NaOH}\) — 40, \(\ce{HCl}\) — 36,5, \(\ce{H2SO4}\) — 98, \(\ce{CaCO3}\) — 100, \(\ce{CuSO4}\) — 160, \(\ce{Cu(OH)2}\) — 98, \(\ce{BaSO4}\) — 233, \(\ce{Zn}\) — 65, \(\ce{Fe}\) — 56, \(\ce{Al}\) — 27.

Закрепите теорию: 10 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward