Страница 96 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Последовательность действий при проведении расчётов по уравнениям химических реакций.

Расчеты по уравнениям химических реакций, также известные как стехиометрические расчеты, выполняются в строгой последовательности для получения корректного результата. Этот алгоритм позволяет определить количественные соотношения между реагентами и продуктами реакции.

1. Составление и уравнивание химического уравнения

Первый и самый важный шаг – это правильно записать уравнение химической реакции. Необходимо указать формулы всех исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции, а затем расставить стехиорические коэффициенты так, чтобы число атомов каждого элемента слева и справа от знака равенства было одинаковым. Это соответствует закону сохранения массы. Например, для реакции горения метана:

Неуравненное: $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

Уравненное: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Коэффициенты 1, 2, 1, 2 показывают мольные соотношения веществ в реакции.

Ответ: Основой всех расчетов является правильно составленное и сбалансированное уравнение химической реакции.

2. Анализ условия задачи и перевод данных в количество вещества (моль)

Внимательно прочтите условие задачи, чтобы определить, какие вещества и в каких количествах даны (масса, объем, концентрация) и что требуется найти. Поскольку стехиометрические коэффициенты в уравнении отражают соотношение количеств вещества (в молях), все известные величины необходимо перевести в моли. Для этого используются следующие формулы:

• Для массы вещества ($m$): $n = m / M$, где $M$ – молярная масса ($г/моль$).
• Для объема газа ($V$) при нормальных условиях (н.у.): $n = V / V_m$, где $V_m$ – молярный объем газа, равный $22.4 \ л/моль$.
• Для объема ($V$) и молярной концентрации ($C$) раствора: $n = C \cdot V$.

Ответ: Все известные из условия задачи количественные характеристики веществ (масса, объем) необходимо перевести в количество вещества (моль).

3. Расчет количества искомого вещества по пропорции

Используя сбалансированное уравнение реакции, составляют пропорцию между количеством известного вещества и количеством искомого вещества. Соотношение их количеств ($n$) равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в уравнении.

Пусть есть реакция вида: $aA + bB \rightarrow cC + dD$.

Если известно количество вещества $A$ ($n(A)$), а нужно найти количество вещества $C$ ($n(C)$), пропорция будет выглядеть так:

$\frac{n(A)}{a} = \frac{n(C)}{c}$

Отсюда можно выразить и рассчитать количество искомого вещества:

$n(C) = \frac{n(A) \cdot c}{a}$

Ответ: Количество вещества (моль) искомого продукта или реагента определяется с помощью пропорции, основанной на стехиометрических коэффициентах в уравнении реакции.

4. Перевод количества искомого вещества в требуемые единицы

После того как количество искомого вещества в молях найдено, его необходимо перевести в единицы, указанные в вопросе задачи (массу, объем и т.д.). Это обратная операция по отношению к шагу 2.

• Расчет массы ($m$): $m = n \cdot M$.
• Расчет объема газа ($V$) при н.у.: $V = n \cdot V_m$.
• Расчет объема раствора ($V$): $V = n / C$.

Ответ: Рассчитанное количество вещества в молях переводится в требуемые по условию задачи физические величины (граммы, литры и т.д.).

5. Учет дополнительных условий (при необходимости)

В более сложных задачах могут присутствовать дополнительные факторы:

• Задача на избыток и недостаток: если даны количества нескольких реагентов, сначала нужно определить, какой из них находится в недостатке (лимитирующий реагент). Дальнейшие расчеты ведутся по количеству именно этого реагента, так как он полностью расходуется и определяет максимальное количество продукта.
• Наличие примесей: если исходное вещество содержит примеси, то в расчетах используется только масса чистого вещества. $m_{чист.} = m_{смеси} \cdot \omega_{чист.}$, где $\omega$ - массовая доля чистого вещества.
• Практический выход продукта: расчеты по уравнению дают теоретически возможный выход продукта. Если в задаче указан практический выход ($\eta$), то его можно рассчитать по формуле: $\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \cdot 100\%$ или, наоборот, найти массу практически полученного вещества: $m_{практ.} = m_{теор.} \cdot \eta$.

Ответ: При решении сложных задач необходимо учитывать наличие лимитирующих реагентов, примесей в веществах или практический выход реакции для получения точного ответа.