§ 10. Расчёт массы (объёма) продуктов по массе (объёму) реагентов

Тетрадь открыта, колба пустая. Сегодня новый параграф, но не опыт. Уравнение уже умеем читать. Теперь по реагенту считаем продукт.

К концу урока вы по массе или по объёму газа найдёте массу или объём продукта. На доске разбирают только один пример. Четыре задачи пишете сами, ответ закрыт. Обратный ход, от продукта к реагенту, остаётся на следующий час.

Постановка. Лист пустой нарочно: ход предстоит записать, а не списать с кадра.

Сначала цепочка

Химическое количество уже знаете.

Если дана масса, n = m / M.

Если дан объём газа при нормальных условиях, n = V / Vm. Vm = 22,4 дм³/моль. То же число записывают как 22,4 л/моль, потому что 1 л = 1 дм³.

Пять шагов, все в одну сторону.

1. Уравнение уже дано. Его не подбирают заново и дома не проводят.
2. Находят n реагента: по массе или по объёму газа.
3. Переходят к n продукта по коэффициентам. Число перед формулой — это моль, не граммы. n продукта = n реагента × коэффициент продукта / коэффициент реагента.
4. Массу продукта находят как n · M. Объём газа — как n · Vm.
5. У объёма газа пишут «н. у.». Жидкости и твёрдому веществу 22,4 не ставят.

Второго вещества в каждой задаче достаточно. Избыток, примеси и выход сегодня не считают.

Пособие закрыто, пока нет своей строки. Формулы n = m/M и n = V/Vm уже были.

Постановка. Чашки пустые, цифр на кадре нет. Массу берут из условия, а не с весов.

Колба пустая. 22,4 дм³/моль относится к газу при н. у. Опыт не начинают.

Один разбор

Кислород объёмом 11,2 дм³ при нормальных условиях (н. у.) реагирует с достаточным количеством метана.

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O.

Ищем массу углекислого газа. Воду в объём не переводим. Метан не зажигаем.

n(O₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль.

Коэффициенты O₂ и CO₂ равны 2 и 1. Поэтому n(CO₂) = 0,5 × (1/2) = 0,25 моль.

M(CO₂) = 12 + 16 × 2 = 44 г/моль.

m(CO₂) = 0,25 × 44 = 11 г.

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O. V(O₂) = 11,2 дм³ (н. у.). n(O₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль. Коэффициенты O₂ : CO₂ = 2 : 1. n(CO₂) = 0,5 × (1/2) = 0,25 моль. M(CO₂) = 44 г/моль. m(CO₂) = 0,25 × 44 = 11 г.

Это единственный готовый разбор. Дальше экран ответов не показывает.

Пишите сами

Сначала своя строка. Пособие откройте после неё. Соседа не списывайте. В каждой задаче ищите продукт, не реагент.

1. Азот массой 14 г реагирует с достаточным количеством водорода: N₂ + 3H₂ = 2NH₃. Найдите массу аммиака.

2. Вода массой 9 г разлагается: 2H₂O = 2H₂ + O₂. Найдите объём кислорода при нормальных условиях (н. у.).

3. Водород объёмом 11,2 дм³ при нормальных условиях (н. у.) сгорает в достаточном количестве кислорода: 2H₂ + O₂ = 2H₂O. Найдите массу воды. Объём воды не ищут.

4. Кислород объёмом 5,6 дм³ при нормальных условиях (н. у.) реагирует с достаточным количеством угарного газа: 2CO + O₂ = 2CO₂. Найдите объём углекислого газа при нормальных условиях (н. у.).

Ar берут целыми: H 1, C 12, N 14, O 16, S 32. Если застряли, вернитесь к пяти шагам. Готовое число не подсматривают.

Реактивов на партах нет. Этот час — запись.

Строку пишут сами. Ответ закрыт, пока строка не готова.

На доске после разбора не появляется ещё четыре ответа.

Дверцы закрыты. Этикетки на кадре нет, и число с банки не списывают.

Если экрана нет, те же четыре условия есть на рабочем листе. Лист тоже без ответов.

Дома только запись на бумаге, без огня. Сера массой 8 г сгорает в достаточном количестве кислорода: S + O₂ = SO₂. Найдите объём сернистого газа при нормальных условиях (н. у.). Реакцию не проводят.

Проверь себя

Сначала ответьте сами. Ключ ниже, его лучше закрыть листом.

1. Что находят раньше: n реагента или n продукта?
2. Почему коэффициент нельзя принимать за граммы?
3. Решите задачу про азот и аммиак.
4. Решите задачу про объём кислорода из воды.
5. Решите задачу про массу воды из водорода. Почему объём воды не ищут?
6. Решите задачу про объём углекислого газа.
7. Какой вопрос остаётся на следующий час?
8. Что пишут рядом с объёмом газа?
9. Что нельзя делать дома?

Ответы

1. Раньше находят n реагента. n продукта получают из него по коэффициентам.
2. Цифра перед формулой показывает число моль, не массу. Граммы так не делят: сначала переводят массу в n.
3. N₂ + 3H₂ = 2NH₃. m(N₂) = 14 г. n(N₂) = 14 / 28 = 0,5 моль. Коэффициенты N₂ : NH₃ = 1 : 2. n(NH₃) = 0,5 × (2/1) = 1 моль. M(NH₃) = 17 г/моль. m(NH₃) = 1 × 17 = 17 г.
4. 2H₂O = 2H₂ + O₂. m(H₂O) = 9 г. n(H₂O) = 9 / 18 = 0,5 моль. Коэффициенты H₂O : O₂ = 2 : 1. n(O₂) = 0,5 × (1/2) = 0,25 моль. V(O₂) = 0,25 × 22,4 = 5,6 дм³ (н. у.).
5. 2H₂ + O₂ = 2H₂O. V(H₂) = 11,2 дм³ (н. у.). n(H₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль. Коэффициенты H₂ : H₂O = 2 : 2. n(H₂O) = 0,5 × (2/2) = 0,5 моль. M(H₂O) = 18 г/моль. m(H₂O) = 0,5 × 18 = 9 г. Вода здесь жидкий продукт, поэтому 22,4 к ней не ставят и объём не ищут.
6. 2CO + O₂ = 2CO₂. V(O₂) = 5,6 дм³ (н. у.). n(O₂) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль. Коэффициенты O₂ : CO₂ = 1 : 2. n(CO₂) = 0,25 × (2/1) = 0,5 моль. V(CO₂) = 0,5 × 22,4 = 11,2 дм³ (н. у.).
7. На следующий час остаётся обратный расчёт: масса или объём реагента по массе или объёму продукта. Сегодня его не делают.
8. Рядом с объёмом газа пишут «н. у.», нормальные условия. Vm = 22,4 дм³/моль.
9. Дома огонь не зажигают, серу и метан не жгут, газ не получают, шкаф и банки не открывают, телефон не достают. Домашняя строка только на бумаге. Сера массой 8 г сгорает в достаточном количестве кислорода: S + O₂ = SO₂. Найдите объём сернистого газа при нормальных условиях (н. у.). Реакцию не проводят. S + O₂ = SO₂. m(S) = 8 г. n(S) = 8 / 32 = 0,25 моль. Коэффициенты S : SO₂ = 1 : 1. n(SO₂) = 0,25 × (1/1) = 0,25 моль. V(SO₂) = 0,25 × 22,4 = 5,6 дм³ (н. у.).

Школьные целые для этого часа: M(N₂) = 28 г/моль, M(NH₃) = 17 г/моль, M(H₂O) = 18 г/моль, M(O₂) = 32 г/моль, M(CO₂) = 44 г/моль, M(S) = 32 г/моль, M(SO₂) = 64 г/моль. Их сверяют с таблицей пособия.