Сколько продукта получится
Выбери маршрут и измени исходную величину. На схеме появятся все три шага и единицы измерения.
Единицы показаны в выбранном маршруте и на схеме. Объём газа относится к нормальным условиям. Показанные числа округлены; промежуточный расчёт сохраняет точность.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
От массы реагента к массе продукта
Сначала известную массу реагента переводят в моли, затем по уравнению находят количество продукта. Последний шаг — умножение на молярную массу продукта. На каждом шаге важно указывать формулу вещества, чтобы не смешать разные M.
При полном окислении железа по схеме 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ из 8,4 г Fe получается 0,15 моль Fe. Количество Fe₃O₄ втрое меньше: 0,05 моль. При M(Fe₃O₄) = 232 г/моль масса продукта равна 11,6 г.
Железо
8,4 / 56 = 0,15 моль
Отношение
n(Fe₃O₄) = n(Fe)/3
Оксид
0,05 моль
Масса
0,05 · 232 = 11,6 г
Массу продукта находят через количество реагента и коэффициенты. Молярную массу для последнего шага берут у продукта.
Почему продукт может быть тяжелее реагента
В примере с железом оксид тяжелее исходного металла на 3,2 г. Эта масса принадлежит кислороду, который присоединился из другого реагента. Закон сохранения массы относится ко всем участникам, а не только к веществу, масса которого дана в условии.
Проверка даёт 8,4 + 3,2 = 11,6 г. Для кислорода n = 0,15 · 2/3 = 0,10 моль, масса 0,10 · 32 = 3,2 г. Такая независимая проверка помогает обнаружить ошибочное сравнение коэффициентов как граммов.
Железо
8,4 г
Присоединившийся O₂
3,2 г
Оксид Fe₃O₄
11,6 г = 8,4 + 3,2
Масса продукта включает вклад всех реагентов. Присоединение газа объясняет увеличение массы твёрдого вещества.
Горение магния
Горение магния сопровождается ярким светом и образованием оксида магния.
Alvy16 · Wikimedia Commons · CC BY 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Ржавчина на поверхности железа
Коррозия железа показывает превращение вещества; ржавчина имеет сложный состав и не является одним чистым оксидом.
Titus Tscharntke · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Газовые объёмы могут сократить решение
Для реакции 2CO + O₂ → 2CO₂ отношение объёмов CO₂ и израсходованного O₂ равно 2 : 1 при одинаковых условиях. Если израсходовано 10 л O₂, образуется 20 л CO₂ при тех же условиях.
Такой путь допустим, потому что сравниваются газы. Для жидкого продукта или твёрдого реагента нужно вернуться к молям. Если вода после горения охладилась и сконденсировалась, её объём нельзя приравнивать к коэффициенту в газовой пропорции.
| Переход в задаче | Как считать | Что проверить |
|---|---|---|
| Газ → газ | Объёмы относятся как коэффициенты | Одинаковые температура и давление |
| Газ → твёрдое вещество | V/Vₘ → моли по коэффициентам → nM | Газовые условия и молярную массу продукта |
| Газ → жидкая вода | Перейти к молям и найти массу через M(H₂O) | 22,4 л/моль не относится к жидкости |
Объёмное отношение коэффициентов работает для газов при одинаковых условиях. Агрегатное состояние продукта ограничивает этот приём.
Проверяем условия полного превращения
Восстановление WO₃ водородом описывают WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O. При расходовании 16,8 л H₂ при н. у. его количество 0,75 моль; получится 0,25 моль W, то есть 46 г при M(W) = 184 г/моль.
Это расчёт для указанной реакции при достаточном количестве WO₃ и полном использовании водорода. Если один из реагентов дан в избытке, расчёт ведут по расходуемому ограничивающему реагенту. Реальный выход продукта может отличаться, если условие отдельно задаёт потери или неполное превращение.
16,8 л H₂
0,75 моль при н. у.
Коэффициенты 3 : 1
0,25 моль W
Молярная масса W
184 г/моль
Продукт
46 г W
Расчёт продукта предполагает выполнение условий задачи. Достаточность второго реагента и полноту превращения нельзя забывать.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 10. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 10. Расчет массы (объема) образующихся веществ.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах