Решебник по химии 8 класс Габриелян §20

Расчеты по химическим уравнениям.

Стр. 86

Вопрос

Можно предположить, что уравнения реакций позволяют рассчитать массу, объём и количество веществ реагентов и продуктов реакции. Как это сделать?

Для расчётов массы, объёма и количества веществ реагентов и продуктов реакции необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Записать уравнение реакции.

   • Убедиться, что оно уравнено, то есть соблюдены законы сохранения массы и количества атомов.

2. Определить количественные соотношения веществ.

   • Использовать коэффициенты в уравнении реакции, которые показывают, в каких мольных соотношениях реагируют вещества и образуются продукты.

3. Если известна масса вещества, вычислить количество вещества (n) по формуле: (n = m / M), где (m) – масса вещества, (M) – его молярная масса.

4. Если известен объём газа (н. у.), вычислить количество вещества (n) по формуле: (n = V / Vₘ), где (Vₘ = 22,4 л/моль) – молярный объём газа при нормальных условиях.

5. Определить количество вещества искомого продукта или реагента.

   • Использовать коэффициенты уравнения реакции, устанавливая пропорцию между известным веществом и искомым.

6. Вычислить массу искомого вещества, если это необходимо: (m = n × M).

7. Если искомое вещество – газ (н. у.), вычислить его объём: (V = n × Vₘ).

8. Записать ответ, указывая единицы измерения (г, моль, л).

Этот метод позволяет точно рассчитать массу, объём и количество вещества любого реагента или продукта в реакции.

Стр. 88

Проверьте свои знания

1. Перечислите действия, которые необходимо совершить, чтобы рассчитать массу, объём газа или количество вещества продукта реакции по массе реагента.

Чтобы рассчитать массу, объём газа или количество вещества продукта реакции по массе реагента, необходимо выполнить следующие действия:

1. Провести анализ текста задачи, записав условия (что дано и что требуется найти).

2. Записать уравнение химической реакции и определить количественные соотношения между реагентами и продуктами на основе коэффициентов.

3. Вычислить количество вещества исходного реагента по формуле: (n = m / M), где (m) – масса реагента, (M) – его молярная масса.

4. Используя коэффициенты из уравнения реакции, определить количество вещества продукта.

5. Перевести количество вещества продукта в массу (m = n × M) или объём газа при нормальных условиях (V = n × Vₘ), если речь идёт о газообразном веществе.

6. Записать окончательный ответ, указывая единицы измерения.

2. Перечислите действия, которые необходимо совершить, чтобы найти массу, объём газа или количество вещества реагента по объёму газообразного продукта реакции.

Если известен объём газообразного продукта реакции, а необходимо определить массу, объём газа или количество вещества реагента, нужно выполнить следующие действия:

1. Проанализировать задачу, записать условия и определить, что дано и что требуется найти.

2. Записать уравнение химической реакции, установить стехиометрические соотношения веществ.

3. Вычислить количество вещества газообразного продукта реакции по формуле: (n = V / Vₘ), где (V) – объём газа, (Vₘ = 22,4 л/моль) – молярный объём газа.

4. По коэффициентам уравнения реакции определить количество вещества реагента.

5. Если требуется масса реагента, вычислить её по формуле: (m = n × M), где (M) – молярная масса реагента.

6. Если требуется объём газообразного реагента, использовать формулу: (V = n × Vₘ).

7. Записать ответ с указанием единиц измерения.

Стр. 89

Примените свои знания

3. Какой объём водорода (н. у.) потребуется для реакции замещения с 480 кг оксида железа(II) (Fe₂O₃)? Какое количество вещества воды образуется при этом? Учтите, что в условии масса вещества дана в килограммах, следовательно, расчёт количества вещества ведите в киломолях, а объём рассчитывайте в кубических метрах.

Записываем уравнение реакции: (Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O).

Рассчитываем количество вещества оксида железа(II)

Молярная масса оксида железа (Fe₂O₃) составляет (M(Fe₂O₃) = 56 × 2 + 16 × 3 = 160) г/моль.

Количество вещества определяется по формуле (n = m / M): (n(Fe₂O₃) = 480 000 / 160 = 3000) моль = 3 кмоль.

По уравнению реакции на 1 моль (Fe₂O₃) требуется 3 моль (H₂), следовательно: (n(H₂) = 3 × 3 = 9) кмоль.

Вычисляем объём водорода в кубических метрах: (V(H₂) = 9 × 22,4 = 201,6) м³.

По уравнению реакции на 1 моль (Fe₂O₃) образуется 3 моль воды, следовательно: (n(H₂O) = 3 × 3 = 9) кмоль.

4. Не производя письменных вычислений, укажите, какой объём углекислого газа и какое количество вещества негашёной извести (CaO) образуется при обжиге 2 моль карбоната кальция.

Уравнение реакции: (CaCO₃ → CaO + CO₂↑).

По уравнению реакции на 1 моль (CaCO₃) образуется 1 моль (CO₂) и 1 моль (CaO).

Если взято 2 моль (CaCO₃), то образуется 2 моль (CO₂) и 2 моль (CaO).

Объём углекислого газа при нормальных условиях составляет (V(CO₂) = 2 × 22,4 = 44,8) л.

Стр. 89

Используйте дополнительную информацию

5. При изучении параграфа 10 вы выполняли лабораторный опыт по взаимодействию раствора едкого натра и серной кислоты. Придумайте и решите задачу, в условии которой дано количество вещества едкого натра, а требуется найти массу серной кислоты, вступившей в реакцию.

Задача: Определите массу серной кислоты (H₂SO₄), необходимую для полного взаимодействия с 0,5 моль гидроксида натрия (NaOH).

Решение:

Записываем уравнение реакции:

(2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O).

По уравнению видно, что на 2 моль (NaOH) требуется 1 моль (H₂SO₄).

Определяем количество вещества (H₂SO₄):

(n(H₂SO₄) = 0,5 / 2 = 0,25) моль.

Рассчитываем массу серной кислоты:

(m(H₂SO₄) = n × M = 0,25 × 98 = 24,5) г.

Ответ:

Масса серной кислоты: 24,5 г.

6. При изучении параграфа 10 вы выполняли лабораторный опыт по взаимодействию раствора едкого натра и сульфата железа(III). Придумайте и решите задачу, в условии которой дана масса едкого натра, а требуется найти массу прореагировавшего с ним сульфата железа(III).

Задача: Определите массу сульфата железа(III) (Fe₂(SO₄)₃), необходимую для полного взаимодействия с 16 г гидроксида натрия (NaOH).

Решение

Записываем уравнение реакции:

(Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄).

По уравнению реакции на 6 моль (NaOH) требуется 1 моль (Fe₂(SO₄)₃).

Определяем количество вещества (NaOH):

(n(NaOH) = m / M = 16 / 40 = 0,4) моль.

Определяем количество вещества (Fe₂(SO₄)₃):

(n(Fe₂(SO₄)₃) = 0,4 / 6 = 0,0667) моль.

Рассчитываем массу (Fe₂(SO₄)₃):

(m(Fe₂(SO₄)₃) = n × M = 0,0667 × 400 = 26,67) г.

Ответ:

Масса сульфата железа(III): 26,67 г.

7. Придумайте и решите задачу на нахождение объёма кислорода (н. у.), выделившегося при каталитическом разложении пероксида водорода H₂O₂.

Задача: Какой объём кислорода (O₂) выделится при разложении 68 г пероксида водорода (H₂O₂) при нормальных условиях?

Решение

Записываем уравнение реакции:

(2H₂O₂ → 2H₂O + O₂).

Определяем количество вещества (H₂O₂):

(n(H₂O₂) = m / M = 68 / 34 = 2) моль.

По уравнению реакции на 2 моль (H₂O₂) образуется 1 моль (O₂).

Определяем количество вещества (O₂):

(n(O₂) = 2 / 2 = 1) моль.

Рассчитываем объём кислорода при нормальных условиях:

(V(O₂) = n × Vₘ = 1 × 22,4 = 22,4) л.

Ответ: Объём кислорода: 22,4 л.