Конспект урока «Расчёты по химическим уравнениям»

1. Проверка домашнего задания

В качестве домашнего задания вам было предложено расставить коэффициенты в уравнениях реакций. Можно посмотреть на перемене выполненную работу. Ошибки наверняка будут. Все ли получилось, есть ли у кого-то вопросы? Пусть расскажут о проведённом домашнем опыте.

2. Объявление темы и актуализация знаний

Тема сегодняшнего урока – расчеты по химическим уравнениям. Для начала, давайте вспомним все то, что сегодня нам может пригодиться. С химическими уравнениями мы уже сталкивались на прошлой лабораторной работе, в домашнем задании, еще раньше – в теме бинарные соединения. Давайте вспомним определение уравнения химической реакции.

(это условная запись химической реакции с помощью химических формул и коэффициентов.)

Замечательно.

При производстве каких-либо соединений нужно знать, сколько взять исходных веществ для получения требуемой массы продукта реакции. Для этого составляют уравнение протекающей химической реакции, а при расчётах масс учитывают молярные массы веществ, а при расчётах объёмов газов учитывают величину молярного объёма газов.

Кто помнит значение молярного объема газов при нормальных условиях? (22,4 л/моль)

И что это за нормальные условия? (давление 101,3 кПа и температура 0 о С)

То есть при данных условиях 1 моль ЛЮБОГО газа занимает объем 22,4 л.

Собственно, для того, чтобы решать задачи, нам необходимо вспомнить несколько величин:

Молярная масса – М (г/моль)

Количество вещества – n (моль)

Объём – V (л)

Лучше так: вы помните, что молярная масса численно равна относительной атомной массе или относительной молекулярной массе вещества. Для этого нужно использовать таблицу Менделеева, где в нижней части каждой «ячейки» указана относительная атомная масса. Не забывая правила округления, целое значение этой массы мы и используем в расчётах.

Химия – наука очень четкая, логичная и последовательная, потому удобно будет для решения задач использовать АЛГОРИТМ, который приведен в учебнике. Это универсальная последовательность действий, которая используется для решения любой задачи данного типа.

Откройте, пожалуйста, учебник и давайте все вместе ознакомимся с алгоритмом.

(тут мы все дружно открываем учебники, кто-то один, возможно, я, читает алгоритм, остальные – следят, чтобы понимать, что им сейчас предстоит делать)

Звучит объемно, но, надеюсь, не слишком непонятно. Попробуем разобраться на примере.

Задача 1. Для получения водорода алюминий растворяют в серной кислоте: 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (Первый пункт нашего алгоритма). Для реакции взяли 10,8 г алюминия. Вычислите массу затраченной серной кислоты.

Дано: m (Al) = 10,8 г	Решение: m=10,8 г m - ? 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 М=27г/моль М=98г/моль Здесь можно упомянуть, что фактически в реакцию вступает не 2 атома алюминия и 3 молекулы кислоты, а порция атомов алюминия и порция молекул кислоты. Эту порцию в химии называют коротким словом «моль». n=2 моль n=3 моль m = M ∙ n m=54 г m=294 г Расчёт по пропорции:
m (H 2 SO 4 ) - ?
	10,8 г
	54 г		294 г
			10,8 г ∙ 294 г
			54 г
	Х = 58,8 г Ответ: m (H 2 SO 4 ) = 58,8 г

Вот и все решение задачи. Есть вопросы? Давайте проговорим ход решения еще разок:

Составили уравнение

Над веществами подписали то, что ЗНАЕМ и то, что ХОТИМ НАЙТИ

Под формулами записали молярную массу, количество вещества и стехиометрическую массу вещества (лучше указать «массу по таблице Менделеева»)

Составили пропорцию

Решили пропорцию

Записали ответ

Решим похожую задачу, но уже с газообразными веществами (здесь мы будем использовать не молярную массу вещества, а что?...молярный объем)

Задача 2. 25 граммов цинка растворяют в соляной кислоте, в ходе химической реакции выделяется газ – водород. Рассчитайте объем выделяющегося водорода.

Дано: m (Zn) = 10,8 г	Решение: m=25 г V - ? Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 М=65 г/моль V m =22.4 л/моль n=1 моль n=1 моль m=65 г V=22.4 л Расчёт по пропорции:
m (HCl) - ?
	25 г
	65 г		22,4 л
			25 г ∙ 22,4 л
			65 г
	Х = 8,61 л Ответ: V(H 2 ) = 8,61 л

Проверим, как вы усвоили материал. Используя все тот же алгоритм, решите задачу:

НЕ ФАКТ, ЧТО ВЫ УСПЕЕТЕ:

При реакции с углем оксидов Fe2O3 (первый вариант) и SnO2 (второй вариант) получили по 20 г Fe и Sn. Сколько граммов каждого оксида было взято?

Обратите внимание, что сейчас мы рассчитываем массу исходных веществ, а не продуктов реакции)

(пусть каждый решит в тетради и выборочно попрошу показать решение, уравнение запишем все вместе на доске, а прорешать каждый попробует сам)

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

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

Домашнее задание: изучить материал учебника с. 146-150, решить задачу

Какую массу оксида кальция и какой объём углекислого газа (н.у.)

можно получить при разложении карбоната кальция массой 250 г? НУЖНО ДАТЬ ШКОЛЬНИКАМ ГОТОВОЕ УРАВНЕНИЕ ДЛЯ ОФОРМЛЕНИЯ ЭТОЙ ЗАДАЧИ

Часть 1

2. Рассмотрим пример.
Рассчитайте массу серной кислоты, которая взаимодействует с 5,6 г гидроксида калия. В результате реакции образуется сульфат калия и вода.

Часть II

1. Заполните пропуски, проанализировав уравнение реакции.

2. Рассчитайте массу магния, который может сгореть в кислороде объёмом 33,6 л (н. у.). Схема химической реакции:

3. В реакцию вступили 13 г цинка и соляная кислота. В результате реакции образовались водород и хлорид цинка. Определите объём (н. у.) и число молекул водорода.

4. Навеска 1,12 г железа полностью «растворилась» в растворе сульфата меди (II). Вычислите массу образовавшегося осадка меди. Какое количество вещества сульфата железа (II) получилось при этом?

5. Вычислите массу гидроксида меди (II), который образуется при взаимодействии 200 г 20%-го раствора гидроксида натрия и избытка раствора сульфата меди (II). В результате реакции образуется также сульфат натрия.

6. Определите объём азота N2, необходимого для взаимодействия с кислородом, если в результате реакции получается 250 мл оксида азота (II).

7. Какой объём воздуха потребуется для взаимодействия 17,5 г лития, содержащего 20% примесей? В результате реакции получается оксид лития.

8. Придумайте задачу, при решении которой необходимо использовать следующую схему реакции:

Запишите условие задачи и решите её.
При взаимодействии 2 моль серной кислоты с нитратом свинца, образовался осадок, найти его массу.

Атомно-молекулярное учение.

Основные понятия химии:

Атом - система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Тип атома определяется составом его ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов= нуклоны.

Элемент -совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра,т.е. числом протонов.

Электрон (с греч- янтарь)- элементарная частица,несущая отрицательный заряд.

Изотоп - нуклиды, которые содержат одинаковое число протонов,но разное кол-во нейтронов(отличаются массовыми числами)

Молекула - наименьшая частица вещества, определяемая его свойства.

Ионы - электрически заряженные частицы,образуются при потери или присоединении элетрона.

Радикалы -частицы с неспаренными элементами,если делишь пары пополам,то это радикал.

Простое вещество - состоит из 1 хим элемента.

Аллотропия - способность химических элементов существовать в виде нескольких тел.

Полиморфизм (многообразный) существует в 2 или нескольких структурах и свойств,образуют разную кристаллическую решетку. Кислород=>озон;углерод=>,графит,алмаз.

Изоморфизм - способность сход. по составу веществ образовывать смешанные кристаллы.

Атомная единица массы принято 1/12углерода 12

Относительная молекулярная масса - отношение средней массы атома при его природном изотопном составе к 1/12 массы атома изотопа углерода 12.Масса атома или молекулы любого вещества равна произведению относительной массы на атомную единицу массы.

Молль - единица измерения количества вещества в котором содержится такое кол-во структурных, атомов, ионов, радикалов, в 12 гр. Углерода.

Закон сохранения массы -Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Закон постоянства состава -Современная формулировка закона: каждое химически чистое вещество с молекулярным строением независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный качественный и количественный состав.

Химическим уравнением (уравнением химической реакции) называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов.

Правила составления

В левой части уравнения записывают формулы(формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком "плюс". В правой части уравнения записывают формулы(формулу) образовавшихся веществ, также соединенных знаком "плюс". Между частями уравнения ставят стрелку. Затем находят коэффициенты - числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.

Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты. Это можно сделать, используя несложные правила:

1. Перед формулой простого вещества можно записывать дробный коэффициент, который показывает количество вещества реагирующих и образующихся веществ.

2. Если в схеме реакции есть формула соли, то вначале уравнивают число ионов, образующих соль.

3. Если участвующие в реакции вещества содержат водород и кислород, то атомы водорода уравнивают в предпоследнюю очередь, а атомы кислорода - в последнюю.

4. Если в схеме реакции имеется несколько формул солей, то необходимо начинать уравнивание с ионов, входящих в состав соли, содержащей большее их число.

Расчеты по химическим уравнениям

Памятка для расчета по химическим уравнениям
Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:
1. Составить уравнение химической реакции.
2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.
3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
4. Составить и решить пропорцию.
5. Записать ответ.

Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц

Масса (m) : г; кг; мг
Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль
Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль
Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл
Молярный объём(V m) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль
Число частиц (N): 6 10 23 (число Авагадро – N A); 6 10 26 ; 6 10 20

Для расчётов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объёма и количества веществ. С этой целью можно воспользоваться таблицей 7.

Таблица 7
Соотношение некоторых единиц физико-химических величин

Для того чтобы решить расчётную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом.

1. Составить уравнение химической реакции.
2. Перевести данные задачи (массу или объём) в количество вещества (моль, кмоль, ммоль).

   Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала надо определить массу чистого вещества, а затем рассчитать его количество; если в задаче речь идёт о растворе, то сначала надо вычислить массу растворённого вещества, которое затем перевести в количество вещества.

3. Над соответствующей формулой в уравнении записать найденное количество вещества, а количества над формулами искомых веществ обозначить через х и у.
4. Найти количества искомых веществ, зная, что количественные отношения между веществами соответствуют коэффициентам перед их формулами в уравнении реакции.
5. Перевести найденные количества веществ в массу или объём.
6. Оформить ответ.

Задача 1. Рассчитайте объём водорода (н. у.), который потребуется для взаимодействия с 480 кг оксида железа (III). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.

2. а) Для того чтобы найти количество вещества оксида железа (III), сначала рассчитаем его молярную массу (в данном случае киломолярную, так как масса оксида железа (III) дана в килограммах (см. табл. 7)):

Mr(Fe 2 O 3) = 56 2 + 16 3 = 160;

M(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

б) Найдём количество вещества оксида железа (III) в ки-ломолях, так как исходное данное в задаче предложено в килограммах:

3. Над формулой исходного вещества - оксида железа (III) - в уравнении реакции запишем найденное количество вещества - 3 кмоль, а количества веществ водорода и воды обозначим над их формулами соответственно через х и у:

4. а) Согласно уравнению реакции 1 кмоль оксида железа (III) взаимодействует с 3 кмоль водорода. Следовательно, 3 кмоль оксида железа (III) соответствует в три раза большее количество вещества водорода, т. е. х = 9 кмоль.

б) Рассчитаем объём водорода по найденному количеству вещества:

5. Согласно уравнению реакции из 1 кмоль оксида железа (III) образуется 3 кмоль воды, а из 3 кмоль оксида железа (III) - в три раза большее количество вещества воды, т. е. у = 9 моль.

Ответ: V(Н 2) = 201,6 м 3 ; n(Н 2 O) = 9 кмоль.

Задача 2. Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для взаимодействия с 270 г алюминия, содержащего 20% примесей? Какое количество вещества оксида алюминия при этом получится?

3. Над формулой алюминия в уравнении реакции запишем найденное количество - 8 моль, а количества кислорода и оксида алюминия обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 4 моль алюминия взаимодействует с 3 моль кислорода, в результате чего получается 2 моль оксида алюминия. Следовательно, 8 моль алюминия соответствуют 6 моль кислорода и 4 моль оксида алюминия.

n(O 2) = 6 моль; n(А1 2 O 3) = 4 моль.

5. Рассчитаем объём кислорода по найденному количеству вещества:

V(O 2) = n(O 2) Vm;

V(O 2) = б моль 22,4 л/моль = 134,4 л.

6. Однако в задаче требуется найти объём не кислорода, а воздуха. В воздухе содержится 21% кислорода по объёму. Преобразуя формулу φ = V(O 2)/V(возд), найдём объём воздуха:

V(возд) = V(O 2) : φ(O 2) = 134,4: 0,21 = 640 (л).

Ответ: V(возд) = 640 л; n(Аl 2 O 3) = 4 моль.

Задача 3. Какой объём водорода (н. у.) выделится при взаимодействии 730 г 30%-й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества цинка? Каково это количество вещества?

3. Над формулой хлороводорода в уравнении реакции запишем найденное количество вещества - 6 моль, а количество веществ цинка и водорода обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 2 моль хлороводорода взаимодействует с 1 моль цинка, в результате чего получается 1 моль водорода. Следовательно, 6 моль хлороводорода соответствуют 3 моль цинка и 3 моль водорода.

5. Рассчитаем объём водорода по найденному количеству:

V(H 2) = n(H 2) V m ;

V(H 2) = 3 моль 22,4 л/моль = 67,2 л.

Ответ: V(H 2) = 67,2 л; n(Zn) = 3 моль.

Ключевые слова и словосочетания

1. Единицы важнейших величин.
2. Алгоритм вычисления по уравнению реакции.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

1. Какой объём водорода (н. у.) и количество вещества соли образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 4% примесей?
2. Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей? Какой объём (н. у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?
3. Сколько молекул кислорода и какой объём водорода (н. у.) образуется при разложении 180 г воды?
4. Придумайте условие задачи, в которой необходимо использовать приведённое ниже уравнение, и решите её:

   Н 3 РO 5 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O.

5. Придумайте и решите задачу, в условиях которой была бы дана масса раствора вещества с определённой массовой долей растворённого вещества, а требовалось бы найти количество вещества одного из веществ и объём другого. При составлении задачи используйте уравнение реакции:

   Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + Н 2 .

С помощью стехиометрических коэффициентов схема химической реакции переходит в ее уравнение, которое в явном виде отражает закон сохранения количества атомов каждого вида при переходе от исходных веществ (реагентов) к продуктам реакции.

Стехиометрические коэффициенты позволяют установить связь между количествами участвующих в реакции веществ на основе следующего правила:

коэффициенты в химическом уравнении задают молярные пропорции (отношения), в которых вступают в реакцию исходные вещества (реагенты) и образуются продукты реакции.

Рассмотрим в качестве примера реакцию синтеза аммиака:

3H 2 + N 2 = 2NH 3 ,

для которой согласно приведенному правилу можно записать

где индексы «пр.» и «обр.» соответствуют количествам прореагировавших и образовавшихся веществ. Последнее соотношение можно представить в ином виде:

а) для веществ H 2 и N 2:

или в другой форме
;

б) для веществ H 2 и NH 3:
или
;

в) для веществ N 2 и NH 3:
или
.

Легко видеть, что все пропорции можно объединить и записать в виде:

=
.

Последнее равенство является основным расчетным уравнением , связывающим количества прореагировавших веществ и образовавшихся продуктов реакции. При необходимости в это уравнение можно из условия задачи ввести массы и объемы участников реакции, используя обычные соотношения.

Например, для реакции

4FeS 2 (т) + 11О 2 = 2Fe 2 O 3 (т) + 8SO 2 (г)

основное расчетное уравнение имеет вид:

и если в него ввести обычно задаваемые в задачах для твердых веществ их массы, а для газов – объемы, то оно примет следующую форму:

Методика вычислений с использованием основного расчетного уравнения химической реакции включает в себя несколько общих моментов:

1) Прежде всего определяют опорное вещество, по количеству которого проводят весь последующий расчет. В условии задачи для него задана или масса, или объем, или концентрация, которые, в свою очередь, позволяют вычислить число молей опорного вещества. Как правило, это не составляет большого труда, а исключение относится к так называемым задачам на избыток и недостаток, когдаопорное вещество нужно выбрать издвух исходных. Дело в том, что при приготовлении реакционной смеси исходные вещества можно смешивать в любых пропорциях, но реагировать друг с другом они будут всегда в строго определенных пропорциях, которые устанавливают для них стехиометрические коэффициенты в уравнении химической реакции. В этих условиях вполне возможна ситуация, когда одно из исходных веществ прореагирует полностью, а часть другого останется не прореагировавшей и тогда говорят, что первое вещество взято в недостатке по отношению ко второму и, наоборот, второе вещество находится в избытке по отношению к первому. В данном случае в качестве опорного вещества следует выбрать исходное вещество, взятое в недостатке, поскольку именно его количество будет определять как окончание реакции, так и количества образующихся продуктов.

Как определить опорное вещество, если в задаче указаны данные (массы, объемы и др.) для обоих исходных веществ? Пусть в реакцию вступают два вещества А и В

аА + вВ → продукты реакции,

а исходные количества этих веществ  0 (А) и  0 (В) можно вычислить из условия задачи.

Для ответа на поставленный вопрос нужно сравнить два числа
, где возможны три варианта:

I вар.
, тогда исходная реакционная смесь называется стехиометрической и в качестве опорного вещества может быть выбрано любое из них – А или В;

II вар.
, тогда вещество А взято в избытке и опорным будет вещество В;

III вар.
, тогда вещество В будет в избытке и опорным является вещество А.

Окончание необратимых химических реакций в первом варианте происходит в момент одновременного исчезновения обоих исходных веществ, а в двух других – в момент исчезновения вещества, взятого в недостатке, причем в конечной смеси веществ, наряду с продуктами реакции, будет присутствовать не прореагировавший остаток вещества, взятого в избытке.

2) Из основного расчетного уравнения вытекает простое правило определения числа молей вступивших в реакцию исходных веществ и образовавшихся продуктов по числу молей опорного вещества:

для определения числа молей прореагировавшего или образовавшегося в реакции вещества необходимо число молей опорного вещества разделить на его стехиометрический коэффициент и этот результат умножить на стехиометрический коэффициент определяемого вещества.

Для реакции 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + H 2 ,

где опорным веществом, например, является алюминий можно записать:

Определив количества интересующих нас веществ, легко рассчитать их массы, объемы и концентрации, то есть те характеристики участников химической реакции, которые фигурируют в условии задачи.

Таким образом, общая схема расчета по уравнению химической реакции может быть представлена в виде:

Необратимая реакция.

Пусть иначальные количества реагентов А и В и
, т.е. вещество А взято в избытке, тогда

a A + в В = с С + d D

		моль (избыток)	моль (недостаток)
окончание реакции:

Обратимая реакция.

В этом случае реакция заканчивается установлением химического равновесия и равновесная смесь содержит как продукты реакции, так и остаток исходных веществ. Пусть к моменту установления равновесия образовалось, например, х моль продукта С – это опорное вещество, то

a A + в В  с С + d D

Начало реакции:	моль	моль
Равновесие:

Пример 1. Раствор, содержащий 20,0 г гидроксида натрия поглотил 6,72 л углекислого газа (н. у.). Определите продукты реакции и их количества.

При поглощении раствором щелочи кислотных оксидов (СО 2 ,SO 2 ,P 2 O 5 и др.) или водородных соединений (H 2 Sи др.), которым соответствуют многоосновные кислоты, на первом этапе при избытке щелочи всегда образуются средние соли, которые на втором этапе при наличии избытка поглощаемого реагента частично или полностью переходят в кислые соли:

СО 2 (газ) + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + Н 2 О

Остаток углекислого газа реагирует с карбонатом натрия:

Na 2 CO 3 + СО 2 (газ) + Н 2 О = 2 NaHСО 3

окончание реакции:

Итак, в растворе присутствует смесь солей: 0,1 моль NaHCO 3 и 0,2 моль Na 2 CO 3 .

Пример 2. В стакан с 200 мл раствора фосфорной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л внесли 6 г гидроксида натрия. Определите состав раствора после окончания реакции.

При нейтрализации щелочью (NaOH, KOH, NH 3 и др.) многоосновных кислот происходит последовательное замещение атомов водорода на металл или аммонийную группу и состав продуктов реакции зависит от соотношения количеств реагентов. В нашем случае, если – образуетсяNaH 2 PO 4 ; если 1: 2 , то Na 2 HPO 4 и если 1: 3 , то Na 3 PO 4 . В промежуточных вариантах возникает смесь солей.

Найдем исходные количества реагентов: ;
, – имеет место промежуточный вариант между 1: 1 и 1: 2 , поэтому реакция идет в два этапа:

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

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

Итак, в растворе после реакции присутствует смесь солей – по 0,05 моль NaH 2 PO 4 и Na 2 HPO 4 .

Успех в проведении расчетов по цепочкам химических уравнений в случае, когда продукт одной реакции является исходным веществом для другой, зависит от правильного выбора последовательности переходов от одного уравнения к другому. Выбрав согласно условию задачи опорное вещество, стрелками удобно указать последовательность расчета, помня при этом, что вещество, полученное в предыдущей реакции, в том же количестве используется в последующей если, естественно, в ходе всего многостадийного процесса нет потерь и выход каждой реакции 100 %.

Пример 3. Сколько литров хлора и водорода (н.у.) необходимо для получения хлороводорода, способного нейтрализовать раствор щелочи, образующийся при растворении в воде 13,7 г бария.

Составим уравнения всех реакций и стрелками укажем последовательность расчета:

Опорное вещество барий и его количество

(Ва) =
.

Цепочка расчетов:

уравнение (I) - (Ba(OH) 2 / I) =
=>

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

(Cl 2) =(H 2) =
,

тогда V(H 2) = V(Cl 2) = 0,1 моль· 22,4 л/моль = 2,24 л.

При решении задач на смеси веществ необходимо прежде всего для каждого компонента смеси отдельно записать все химические реакции, в которых он может участвовать в соответствии с условием задачи. В качестве опорных веществ обычно выбирают вещества исходной смеси и их количества (число молей) обозначают как неизвестные – x, y, z, …., а затем составляют уравнения материального баланса по количеству, массе или объему (для газов) участников химических реакций, где два последних необходимо выразить через неизвестные. Число балансовых уравнений должно быть равно числу неизвестных. На последнем этапе решается полученная система алгебраических уравнений.

Пример 4. При сгорании 13,44 л (н. у.) смеси водорода, метана и угарного газа образовалось 8,96 л углекислого газа и 14,4 г воды. Определить количества газов в смеси.

Уравнения реакций:

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

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

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

Опорные вещества – CH 4 , H 2 и CO; обозначим их количества

ν(H 2) = x; ν(СH 4) = y; ν(CO) = z.

Составим три балансовых уравнения по числу неизвестных:

а) баланс по объему смеси:

V (H 2) + V(CH 4) + V(CO) = 13,44 л, введем в него неизвестные:

xV m + yV m + zV m = 13,44 или x + y + z =
0,6 моль;

б) баланс по количеству CO 2:

ν(CO 2 / II) + ν(CO 2 / III) = ν общ. (CO 2), но

;

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

в) баланс по количеству H 2 O:

ν(H 2 O/ I) + ν(H 2 O/ II) = ν общ. (H 2 O), но

,

;
,

тогда x + 2y = 0,8.

Итак, получаем систему уравнений вида

,

которая легко решается устно

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