Расчёты по уравнению реакции

Уравнение реакции — это не только запись того, какие вещества реагируют. Коэффициенты показывают, в каких количествах они реагируют и образуются: в уравнении \(\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}\) на 2 моль водорода расходуется 1 моль кислорода и получается 2 моль воды. Поэтому по уравнению можно рассчитать, сколько нужно исходного вещества и сколько получится продукта. На таких расчётах построено задание 22 ОГЭ.

Алгоритм расчёта по уравнению

Любая задача по уравнению решается по одному и тому же алгоритму расчёта по уравнению:

1. записать уравнение реакции и расставить коэффициенты;
2. найти количество вещества, для которого в условии дана масса, объём или масса раствора;
3. по коэффициентам уравнения найти количество искомого вещества;
4. перевести количество вещества в то, что спрашивается: массу, объём газа или число частиц;
5. записать ответ с единицами измерения.

Молярные массы для расчётов

Ошибка в молярной массе губит всю задачу, поэтому её считают внимательно, учитывая индексы и скобки (тема 1.4). Полезно помнить молярные массы для расчётов, которые встречаются чаще всего.

Пропорция по коэффициентам

Главный шаг — переход от одного вещества к другому. Количества веществ в реакции относятся как коэффициенты. Эта пропорция по коэффициентам записывается так: \(n(A) : a = n(B) : b\), где \(a\) и \(b\) — коэффициенты. Для реакции \(\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2}\): если прореагировало 0,2 моль хлороводорода, то водорода выделилось вдвое меньше, 0,1 моль.

Расчёт объёма газа по уравнению

Расчёт объёма газа по уравнению отличается только последним шагом: найденное количество газа умножают на молярный объём. Какой объём водорода (н. у.) выделится при растворении 13 г цинка в избытке соляной кислоты? \(n(\ce{Zn}) = 13 / 65 = 0{,}2\) моль; по уравнению \(\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 ^}\) водорода столько же, 0,2 моль; \(V(\ce{H2}) = 0{,}2 \cdot 22{,}4 = 4{,}48\) л.

Объёмные отношения газов

Если в задаче все вещества — газы, считать ещё проще. По закону Авогадро (тема 1.5) объёмы газов относятся как их коэффициенты, поэтому объёмные отношения газов можно использовать без перехода к молям. По уравнению \(\ce{CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O}\) на сжигание 5 л метана нужно 10 л кислорода, а воздуха, в котором кислорода 21 %, — около 48 л.