Тема: Расчёты по химическим уравнениям

Цель урока: научиться проводить расчёты по химическим уравнениям, используя закон сохранения массы веществ.

Задачи урока:

• изучить основные понятия и принципы проведения расчётов по химическим уравнениям;
• научиться составлять химические уравнения и проводить по ним расчёты;
• закрепить полученные знания на практике.

План урока:

1. Введение в тему.
2. Основные понятия и термины.
3. Расчёты по уравнениям химических реакций.
4. Решение задач.
5. Закрепление материала.
6. Домашнее задание.
7. Подведение итогов.

Введение

В ходе химических реакций одни вещества превращаются в другие. В результате реакции происходит изменение состава веществ, участвующих в реакции. Эти изменения можно выразить с помощью химических уравнений. Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью формул и коэффициентов.

Химические уравнения используются для описания химических процессов и позволяют проводить различные расчёты. Например, можно определить массу вещества, которое образуется в результате реакции, или рассчитать количество вещества, необходимое для проведения реакции.

Для проведения расчётов необходимо знать некоторые основные понятия.

Основные понятия

Моль — единица количества вещества. Один моль любого вещества содержит 6,02 * 10²³ частиц (атомов, молекул, ионов).

Молярная масса — масса одного моля вещества. Молярная масса измеряется в г/моль. Она численно равна относительной атомной или молекулярной массе вещества.

Закон сохранения массы — в ходе химической реакции масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. Это означает, что количество атомов каждого элемента до и после реакции остаётся неизменным.

На основе этих понятий можно проводить расчёты по химическим уравнениям.

Расчёты по уравнениям химических реакций

Расчёты по химическим уравнениям основаны на законе сохранения массы. Для проведения расчёта необходимо составить уравнение реакции и определить количество вещества одного из участников реакции. Затем можно вычислить количество вещества другого участника реакции или массу продукта реакции.

Рассмотрим пример. Пусть дана реакция:$2H_2 + O_2 = 2H_2O$

Известно, что в реакцию вступило 44,8 л водорода. Необходимо найти объём кислорода, который потребуется для полного протекания реакции, и массу воды, которая образуется в результате реакции.

Решение:

1. Определим количество вещества водорода, вступившего в реакцию:n($H_2$) = $V(H_2)$ / $V_m$ = 44,8 / 22,4 = 2 моль

где $V(H_2)$ — объём водорода, $V_m$ — молярный объём (для всех газов при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).

2. По уравнению реакции видно, что водород и кислород реагируют в соотношении 2 : 1, то есть для реакции с 2 молями водорода требуется 1 моль кислорода. Тогда количество вещества кислорода равно:n($O_2$) = n($H_2$)/2 = 2/2 = 1 моль

3. Найдём объём кислорода:$V(O_2) = n(O_2)V_m = 122,4=22,4$ л

4. Теперь найдём массу воды:m($H_2O$) = M($H_2O$)*n($H_2O$)

M($H_2O$) — молярная масса воды, равная 18 г/моль.n($H_2O$) — количество вещества воды, равное количеству вещества водорода (так как коэффициенты перед формулами веществ в уравнении реакции равны):

m($H_2O$) = 18*2 = 36 г

Ответ: для реакции потребуется 22,4 литра кислорода и образуется 36 граммов воды.

Этот пример показывает, как можно использовать химические уравнения для проведения расчётов.

Теперь рассмотрим более сложный пример. Дана реакция:$CaCO_3 = CaO + CO_2$

Необходимо найти массу оксида кальция, образующегося при разложении 50 г карбоната кальция.

Решение:

1. Составим уравнение реакции:$CaCO_3$ → $CaO$ + $CO_2$

Молярные массы карбоната кальция и оксида кальция соответственно равны 100 г/моль и 56 г/моль.

2. Определим количество вещества карбоната кальция:n($CaCO_3$) = m($CaCO_3$)/M($CaCO_3$) = 50/100 = 0,5 моль

3. Из уравнения реакции следует, что при разложении одного моля карбоната кальция образуется один моль оксида кальция. Значит, количество вещества оксида кальция также равно 0,5 моль.

4. Найдём массу оксида кальция:m($CaO$) = n($CaO$)M($CaO$) = 0,556 = 28 г

Ответ: при разложении 50 граммов карбоната кальция образуется 28 граммов оксида кальция.

Таким образом, мы рассмотрели два примера расчётов по химическим уравнениям. В первом примере мы нашли объём кислорода и массу воды, а во втором — массу оксида кальция. Оба примера показывают, как можно применять химические уравнения для решения различных задач.

Закрепление материала

Закрепление материала можно провести в виде самостоятельной работы или решения задач на уроке. Задачи могут быть аналогичны рассмотренным выше примерам или иметь другой вид. Важно, чтобы задачи были разнообразными и позволяли ученикам применить полученные знания.

Например, можно предложить следующие задачи:

1. При взаимодействии 20 граммов магния с кислородом образовался оксид магния. Найдите массу оксида магния.
2. При разложении 15 граммов гидроксида меди (II) образовалась вода и оксид меди (II). Найдите массу воды и оксида меди (II), если известно, что масса оксида меди (II) составляет 9 граммов.

Эти задачи позволят ученикам закрепить навыки проведения расчётов по химическим уравнениям и применить их к конкретным ситуациям.

Домашнее задание

Домашнее задание может включать в себя решение задач, аналогичных рассмотренным на уроке, или составление своих задач по теме. Также можно предложить ученикам подготовить сообщение о применении химических расчётов в повседневной жизни или в промышленности.

Подведение итогов

Подводя итоги урока, учитель может отметить успехи учеников в решении задач и обратить внимание на ошибки, которые они допустили. Также можно обсудить вопросы, возникшие у учеников в процессе решения задач, и ответить на них.

Важно, чтобы ученики поняли, что химические расчёты являются важным инструментом для понимания химических процессов и могут применяться в различных областях науки и техники.