Презентация к уроку по химии 8 класс Расчёты по уравнениям неорганических реакций

Заполните пропуски,
проанализировав записи.

Заполните пропуски,
проанализировав записи.
4
3
2
4
3
2
27
32
102
108
96
204
22,4
67,2

Заполните пропуски (самостоятельно).
Если в реакцию вступит 2 моль алюминия, то потребуется ? моль кислорода, ? моль оксида алюминия (III).
Для получения 4 моль оксида алюминия (III) потребуется ? моль алюминия и ? моль кислорода.
Из ? г алюминия при взаимодействии с 67,2 л кислорода образуется ? г оксида алюминия (III).
Для получения 20,4 г оксида алюминия (III) необходимо ? л кислорода и ? г алюминия.

Осуществите самопроверку и самооценку
Если в реакцию вступит 2 моль алюминия, то потребуется 1,5 моль кислорода, 1 моль оксида алюминия (III).
Для получения 4 моль оксида алюминия (III) потребуется 8 моль алюминия и 6 моль кислорода.
Из 108 г алюминия при взаимодействии с 67,2 л кислорода образуется 204 г оксида алюминия (III).
Для получения 20,4 г оксида алюминия (III) необходимо 6,72 л кислорода и 10,8 г алюминия.

Расчёты
по уравнениям неорганических
реакций

Выводы
Химическое уравнение показывает не только качественную сторону процесса, но (что очень важно!) и количественную сторону его.
Отношение числа молекул реагирующих веществ и продуктов реакции, выраженное в уравнении реакции коэффициентами, есть в тоже время отношение числа молей.

Пусть дано уравнение химической реакции:
aA + bB = cC + dD
тогда выполняется соотношение
nA nB nC nD
--------- = -------- = -------- = --------- [моль]
a b c d
где nA, nB – количества вступивших в реакцию реагентов; nC, nD – количества продуктов; а = νА, b = νВ, c = νС, d = νD – стехиометрические коэффициенты.
«Отношения количеств веществ, участвующих в химической реакции, к их собственным коэффициентам в уравнении химической реакции равны между собой»

mA mB mC mD
-------- = ------- = ------- = ------- [моль]
aMA bMB cMC dMD
От количества веществ легко перейти к их массам:
n = m/M

Если количество или масса одного из веществ, участвующих в реакции, заданы, то можно рассчитать количество и массы остальных веществ в данной реакции.
a MA mB
mA = ----------------
b MB

Для газообразных веществ чаще задают или определяют их объёмы. Если реагент В и продукт D – газы, то проводят переход от количеств этих веществ к их объёмам:
n = V/VM
Для газообразных веществ
VB VD
---------- = ---------- [моль]
bVM dVM

Зная одно из значений (VB или VD, а для веществ А и С – mA или mC), можно рассчитать значения всех остальных величин.
b VM mC
VB = ----------------
c MC

Расчёты по уравнениям реакций на «избыток» и «недостаток»
Количества, массы и объёмы (для газов) реагентов не всегда берутся стехиометрическими, т.е. в соответствии с уравнением реакции. Чаще один реагент берётся в избытке, а следовательно, другой реагент окажется в недостатке. Избыток реагента вступать в реакцию не будет.
Определение реагентов, взятых в избытке и в недостатке, проводят по неравенству (реагент А – в недостатке, реагент В – в избытке):

nА nобщ.В nВ + nизб.В
------ < --------- = ----------------- [моль]
a b b
где nобщ.В – общее (взятое с избытком) количество реагента В,
nВ – стехиометрическое (необходимое для реакции) количество В,
nизб.В – избыточное (не реагирующее) количество В.
Расчёт получаемых количеств, масс и объёмов (для газов) продуктов проводят только по реагенту в н е д о с т а т к е!

Расчёты по уравнениям реакций на практический выход продукта
Количество продукта, например В, рассчитанное по уравнению реакции, является максимально возможным значением (теоретическое количество nВ). На практике из-за потерь обычно получают меньшее количество (практическое количество, nпр.В < nВ).
Практический выход продукта В (ηВ) определяется отношением его практического количества к теоретическому:
nпр.В
ηВ = ---------- [доля 1 или в %]
nВ

Исходя из приведённой формулы
ηВ = nпр.В/nВ, и используя формулы
n = V/VМ и n = m/M,
можно вывести следующие формулы:
Vпр.В
ηВ = --------- [доля 1 или в %]
VВ
mпр.В
ηВ = --------- [доля 1 или в %]
mВ

Задача 1
Вычислите объём кислорода (н. у.), необходимый для сжигания 3 г алюминия. (Такая реакция происходит при поджигании бенгальских огней).

Р е ш е н и е
4Al + 3O2 = 2Al2O3
(А)
(В)
VВ = ?
mА = 3 г
MА = 27 г/моль
--------------------------------------
VМ = 22,4 л/моль
а = 4 (Al)
b = 3 (O2)
mА VВ mА b VМ
-------- = --------- → VВ = -------------
а MА b VМ a MА
mА bVМ 3 г · 3 · 22,4 л/моль
VВ = ------------ = ----------------------------- = 1,87 л
aMА 4 · 27 г/моль
Ответ: V (O2) = 1,87 л

Задача 2
При сгорании аммиака в избытке кислорода после охлаждения конечной смеси обнаружено 56 л
(н. у.) газообразного продукта с практическим выходом 85%. Найдите массу (в граммах) взятой порции аммиака.

a MА VB a MA Vпр.В
mA = ------------ = ---------------- =
b VМ b VМ ηВ
Р е ш е н и е
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
(А)
(В)
mA = ?
Vпр.В = 56 л
MА = 17 г/моль
---------------------------------------
VМ = 22,4 л/моль
а = 4 (NH3)
b = 2 (N2)
4 · 17 г/моль · 56 л
= ----------------------------- = 100 г
2 · 22,4 л/моль · 0,85
Ответ: m (NH3) = 100 г
ηВ = 85% или 0,85
ηВ = Vпр.В / VВ

Итог урока
— Выразите в виде формулы отношения количеств веществ, участвующих в химической реакции, к их собственным коэффициентам.
— С помощью, какой формулы можно рассчитать массу (или объём) вещества в данной реакции, если масса одного из веществ, участвующих в реакции, задана.
— Как (при помощи какого неравенства) можно определить, какое вещество в данной реакции взято в «избытке», а какое – в «недостатке»?
— Как определить практический выход продукта?