Методическая разработка урока (2 часа)

Расчёты по химическим уравнениям

Хапугина Полина Ивановна,
учитель химии ГБОУ СОШ 277
Кировского района Санкт-Петербурга

Цели урока: Научить восьмиклассников производить расчёты по химическим уравнениям: находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, объёму и массе исходных веществ.

Ход урока:

Прежде чем перейти к изучению новой темы нам необходимо вспомнить уже известные вам величины и формулы. Вспомнить типы химических реакций. А также вы уже умеете составлять химические уравнения и уравнивать их. Давайте проверим ваши знания, для этого выполним следующий тест на оценку. (содержание теста можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Объяснение учителя:

1. Прежде чем научиться производить расчёты по химическим уравнениям необходимо ещё раз вспомнить уже известные нам формулы нахождения количество вещества, массы и объёма веществ, за одно вы сможете проверить себя, после выполненной вами работы. Для этого обратимся к следующей презентации, которая поможет восстановить наши знания в памяти. Презентация №1 .

Запишите уже известные вам формулы в тетрадь:

n- количество вещества (моль)

m- масса вещества (г)

М - молярная масса (г/моль)

V- объём газа (л)

V m - молярный объём = 22,4 л/моль

n = m/M ; m = n.M

n = V/V m ; V = n.V m

2. Теперь, мы должны понять, что химическое уравнение показывает не только качественную (превращение веществ) сторону процесса, но также и количественную сторону его. Для этого обратимся к следующей Презентации№2 (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Запишите в тетрадь:

Коэффициент в уравнении реакции указывает на число частиц, а число частиц в свою очередь определяет количество молей!

2Н ₂ + О ₂ = 2Н ₂ О

Число частиц 2 молекулы 1 молекул 2 молекулы

Количество ↓ ↓ ↓

вещества, n 2 моль 1 моль 2 моль

2 Fe (OH )3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

↓ ↓ ↓

n = 2моль 1моль 3моль

3. Следующий этап, который мы должны разобрать - это умение составлять по уравнению реакции пропорцию, а также решить её. Для этого обратимся к следующей Презентации 3. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Запишите в тетрадь:

Известно по условию: 2 моль Х моль (числитель)

4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅

Известно по уравнению: 4 моль 5 моль 2 моль (знаменатель)

Составим и решим пропорцию:

2 моль Х моль

_______ = _______

4 моль 2 моль

Х моль = 2 моль. 2 моль = 1 моль

4 моль

Х = n (P ₂ O ₅ )= 1 моль

4. Переходим к решению задач с использованием уравнений химических реакций. Для того чтобы решить расчетную задачу по химии, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом - сделать пять шагов. Презентация 4. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии) Учебник стр. 101

В тетрадь:

Учащимся раздаётся уже готовый алгоритм решения, для вклейки в тетрадь.

Алгоритм решения расчётных задач с использованием уравнением химических реакций:

1. Составить уравнение химической реакции(т.е. обязательно - расставить коэффициенты!)

2. Над соответствующими формулами в уравнении записать количественные данные о веществах с единицами измерения, которые известны или их можно рассчитать, исходя из условия задачи, и искомую величину Х также с единицами измерения.

3. Под этими формулами записать соответствующие количественные величины, задаваемые самим уравнением, также с единицами измерения.

4. Составить и решить пропорцию.

5. Оформить ответ.

5. Решим задачу.

Рассчитайте массу воды, которая образуется в результате взаимодействия 0,5 моль оксида алюминия с серной кислотой при нагревании.

Прочитайте задачу.

Запишите условие задачи. (Дано, найти.)

В тетрадь: (учащиеся записывают решение под объяснения учителя согласно Презентации 5 ) (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)

Дано:

n(Al₂O₃)=0,5 моль

_________________

Найти:

Решение:

n =0,5 моль Х моль

Al ₂ O ₃ +3 H ₂ SO ₄ = Al ₂ (SO ₄ ) ₃ +3 H ₂ O

n = 1 моль 3 моль

М = 102 г/моль 18 г/моль

Расчет молекулярной массы:

Мr(Al₂O₃)= 2.27+3.16= 54+48=102

Мr(H₂O)= 2.1+16=18

Составить и решить пропорцию.

0,5 моль = Х моль

1 моль 3 моль

Х моль = n (H ₂ O ) = 0,5 моль. 3 моль = 1,5 моль

1 моль

Найдём массу воды.

m (H ₂ O ) = n (H ₂ O ) . M (H ₂ O )

m (H ₂ O ) = 1,5 моль.18 г/моль = 27 г

Ответ: m (H ₂ O )=27 г

6. Решите задачи самостоятельно.

Два учащихся вызываются к доске, для решения на оценку.

1. Определите объѐм хлора (н.у.), необходимый для получения 634 г хлорида алюминия по уравнению: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Ответ: 159, 6 л

2. Рассчитайте количество вещества и массу лития, необходимого для реакции с кислородом массой 128 г по уравнению: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Ответ: 16 моль, 112 г

7. Домашнее задание.

Задача.

Найти массу оксида цинка, который образуется при взаимодействии 13г цинка с кислородом.

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.

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.

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

Внимательно изучите алгоритмы и запишите в тетрадь, решите самостоятельно предложенные задачи

I. Используя алгоритм, решите самостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите количество вещества оксида алюминия, образовавшегося в результате взаимодействия алюминия количеством вещества 0,27 моль с достаточным количеством кислорода (4 Al +3 O 2 =2 Al 2 O 3).

2. Вычислите количество вещества оксида натрия, образовавшегося в результате взаимодействия натрия количеством вещества 2,3 моль с достаточным количеством кислорода (4 Na + O 2 =2 Na 2 O ).

Алгоритм №1

Вычисление количества вещества по известному количеству вещества, участвующего в реакции.

Пример. Вычислите количество вещества кислорода, выделившегося в результате разложения воды количеством вещества 6 моль.

II. Используя алгоритм, решитесамостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите массу серы, необходимую для получения оксида серы ( S + O 2 = SO 2).

2. Вычислите массу лития, необходимого для получения хлорида лития количеством вещества 0,6 моль (2 Li + Cl 2 =2 LiCl ).

Алгоритм №2

Вычисление массы вещества по известному количеству другого вещества, участвующего в реакции.

Пример: Вычислите массу алюминия, необходимого для получения оксида алюминия количеством вещества 8 моль.

III. Используя алгоритм, решитесамостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите количество вещества сульфида натрия, если в реакцию с натриемвступает серамассой 12,8 г (2 Na + S = Na 2 S ).

2. Вычислите количество веществаобразующейся меди, если в реакцию с водородом вступает оксид меди ( II ) массой 64 г ( CuO + H 2 = Cu + H 2 O ).

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь

Алгоритм №3

Вычисление количества вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции.

Пример. Вычислите количество вещества оксида меди ( I ), если в реакцию с кислородом вступает медь массой 19,2г.

Внимательно изучите алгоритм и запишите в тетрадь

IV. Используя алгоритм, решитесамостоятельно следующие задачи:

1. Вычислите массу кислорода, необходимую для реакции с железом массой 112 г

(3 Fe + 4 O 2 = Fe 3 O 4).

Алгоритм №4

Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Пример. Вычислите массу кислорода, необходимую для сгорания фосфора, массой 0,31г.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Вычислите количество вещества оксида алюминия, образовавшегося в результате взаимодействия алюминия количеством вещества 0,27 моль с достаточным количеством кислорода (4 Al +3 O 2 =2 Al 2 O 3).

2. Вычислите количество вещества оксида натрия, образовавшегося в результате взаимодействия натрия количеством вещества 2,3 моль с достаточным количеством кислорода (4 Na + O 2 =2 Na 2 O ).

3. Вычислите массу серы, необходимую для получения оксида серы ( IV ) количеством вещества 4 моль ( S + O 2 = SO 2).

4. Вычислите массу лития, необходимого для получения хлорида лития количеством вещества 0,6 моль (2 Li + Cl 2 =2 LiCl ).

5. Вычислите количество вещества сульфида натрия, если в реакцию с натрием вступает сера массой 12,8 г (2 Na + S = Na 2 S ).

6. Вычислите количество вещества образующейся меди, если в реакцию с водородом вступает оксид меди ( II ) массой 64 г ( CuO + H 2 =

При решении расчетных химических задач необходимо умение производить вычисления по уравнению химической реакции. Урок посвящен изучению алгоритма расчетов массы (объема, количества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству) другого участника реакции.

Тема: Вещества и их превращения

Урок: Расчеты по уравнению химической реакции

Рассмотрим уравнение реакции образования воды из простых веществ:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Можно сказать, что из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода образуется две молекулы воды. С другой стороны, эта же запись говорит о том, что для образования каждых двух молей воды нужно взять два моля водорода один моль кислорода.

Мольное соотношение участников реакции помогает производить важные для химического синтеза расчеты. Рассмотрим примеры таких расчетов.

ЗАДАЧА 1. Определим массу воды, образовавшуюся в результате сгорания водорода в 3,2 г кислорода .

Чтобы решить эту задачу, сначала необходимо составить уравнение химической реакции и записать над ним данные условия задачи.

Если бы мы знали количество вещества вступившего в реакцию кислорода, то смогли бы определить количество вещества воды. А затем, рассчитали бы массу воды, зная ее количество вещества и . Чтобы найти количество вещества кислорода, нужно массу кислорода разделить на его молярную массу.

Молярная масса численно равна относительной . Для кислорода это значение составляет 32. Подставим в формулу: количество вещества кислорода равно отношению 3,2 г к 32 г/моль. Получилось 0,1 моль.

Для нахождения количества вещества воды оставим пропорцию, используя мольное соотношение участников реакции:

на 0,1 моль кислорода приходится неизвестное количество вещества воды, а на 1 моль кислорода приходится 2 моля воды.

Отсюда количество вещества воды равно 0,2 моль.

Чтобы определить массу воды, нужно найденное значение количества воды умножить на ее молярную массу, т.е. умножаем 0,2 моль на 18 г/моль, получаем 3,6 г воды.

Рис. 1. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 1

Помимо массы, можно рассчитывать объем газообразного участника реакции (при н.у.), используя известную вам формулу, в соответствие с которой объем газа при н.у. равен произведению количества вещества газа на молярный объем. Рассмотрим пример решения задачи.

ЗАДАЧА 2. Рассчитаем объем кислорода (при н.у.), выделившийся при разложении 27г воды.

Запишем уравнение реакции и данные условия задачи. Чтобы найти объем выделившегося кислорода, нужно найти сначала количество вещества воды через массу, затем по уравнению реакции определить количество вещества кислорода, после чего можно рассчитать его объем при н.у.

Количество вещества воды равно отношению массы воды к ее молярной массе. Получаем значение 1,5 моль.

Составим пропорцию: из 1,5 моля воды образуется неизвестное количество кислорода, из 2 молей воды образуется 1 моль кислорода. Отсюда количество кислорода равно 0,75 моля. Рассчитаем объем кислорода при н.у. Он равен произведению количества кислорода на молярный объем. Молярный объем любого газообразного вещества при н.у. равен 22,4 л/моль. Подставив числовые значения в формулу, получим объем кислорода, равный 16,8 л.

Рис. 2. Оформление записи краткого условия и решения Задачи 2

Зная алгоритм решения подобных задач, можно рассчитать массу, объем или количество вещества одного из участников реакции по массе, объему или количеству вещества другого участника реакции.

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.40-48)

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 73-75)

3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.:Астрель, 2013. (§23)

4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§29)

5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (с.45-47)

6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

1) с. 73-75 №№ 2, 3, 5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

2) с.135 №№ 3,4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.

Расчеты по химическим уравнениям

Уравнения химических реакций имеют огромное практическое значение для расчетов, связанных с той или иной реакцией.

Расчёты количеств веществ, участвующих в химических реакциях, называются стехиометрическими.

Стехиометрия - раздел химии, изучающий массовые и объемные отношения между реагентами.

Посмотрим, как можно по уравнениям определить массу и количество веществ, участвующих в реакции. Вспомним, что эти величины связаны между собой уравнением:

Кроме того, в задачах по химическим уравнениям часто используется пропорция.

Рассмотрим примером задачи по химическому уравнению: Вычислить массу оксида железа (II), который образуется при окислении кислородом 11,2 г. железа.

Решение. Составим уравнение химической реакции. По условию задачи железо взаимодействует с кислородом Fe+O2, с образованием оксида железа (II) FeO. Расставим коэффициенты, получим 2Fe+O2→2FeO. Укажем количественные отношения, в которых в данной реакции участвуют исходные вещества и продукты, указанные в задаче, количество вещества по уравнению железа - 2 моль, оксида железа (II) - 2 моль. Найдем количество вещества по условию задачи. Количество вещества железа равно отношению массы железа к его молярной массе. 11,2 г: 56 г/моль = 0,2 моль. Определим искомое в задаче количество вещества. Если из 2 моль железа получается 2 моль оксида железа (II), то из 0,2 моль железа получается х моль оксида железа (II). х = 0,2 · 2: 2 = 0,2. Количество вещества оксида железа (II) равно 0,2 моль. Найдем массу оксида железа (II). Масса оксида железа (II) равна произведению количества вещества оксида железа (II) на молярную массу оксида железа (II). 0,2 моль 72 г/моль = 14,4 г. Ответ: масса оксида железа (II) равна 14,4 г.

Таким образом, алгоритм решения подобной задачи может быть сведен к следующему:

1.записать условие задачи;

2.составить уравнение реакции;

3.указать количественные отношения, в которых в данной реакции участвуют исходные вещества и продукты;

4.определить количество каждого вещества по известной из условия массе;

5.подписать полученные значения количества веществ под уравнением реакции;

6.определить искомое в задаче количество вещества;

7.найти массу необходимого вещества;

8.записать ответ.

Решим еще одну задачу.

Сколько грамм перекиси водорода необходимо разложить, чтобы получить 8 г. кислорода. Дано: масса кислорода 8 г.

Решение. Составим уравнение химической реакции. Перекись водорода разлагается на воду и кислород. Н2О2→ Н2О + О2. Расставим коэффициенты. 2Н2О2→ 2Н2О + О2. Укажем количественные отношения, в которых в данной реакции участвуют исходные вещества и продукты, указанные в задаче, количество вещества по уравнению перекиси водорода - 2 моль, кислорода - 1 моль. Найдем количество вещества по условию задачи. Количество вещества кислорода равно отношению его массы к молярной массе. 8 г: 32 г/моль = 0,25 моль. Определим искомое в задаче количество вещества. Если из 2 моль перекиси водорода получается 1 моль кислорода, то из х моль перекиси водорода получится 0,25 моль кислорода.

х = 2 · 0,25: 1 = 0,5. Количество вещества перекиси водорода равно 0,5 моль. Найдем массу перекиси водорода. Масса перекиси водорода равна произведению его количества вещества на молярную массу. 0,5 моль · 34 г/моль = 17 г. Ответ: масса перекиси водорода равна 17 г.

Таким образом, понятие моля в сочетании с химической реакцией является очень удобным инструментом для расчетов. Благодаря этому сочетанию, можно рассчитать необходимые количества реагентов и продуктов в химических реакциях.