Три маршрута расчёта
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.
Масса металла → масса оксида
Для 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ из 21,6 г Al: n(Al) = 21,6/27 = 0,8 моль. По коэффициентам n(Al₂O₃) = 0,8 · 2/4 = 0,4 моль. Масса оксида равна 0,4 · 102 = 40,8 г.
Оксид тяжелее исходного алюминия за счёт присоединившегося кислорода. Разность 19,2 г соответствует 0,6 моль O₂, что согласуется с коэффициентами 4 : 3. Эта проверка использует закон сохранения массы.
21,6 г Al
Делим на 27 → 0,8 моль.
0,8 моль Al
Умножаем на 2/4 → 0,4 моль Al₂O₃.
0,4 моль Al₂O₃
Умножаем на 102 → 40,8 г.
Переход между веществами выполняют через моли и коэффициенты. Проверка по массе кислорода подтверждает результат.
Объём восстановителя → масса металла
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O. При расходовании 53,76 л H₂ при н. у. количество газа равно 53,76/22,4 = 2,4 моль. Количество Fe равно 2,4 · 2/3 = 1,6 моль, масса — 89,6 г.
Молярный объём применяют к газообразному H₂, а не к твёрдому железу. Переход от литров к граммам включает два разных коэффициента перевода: Vₘ для исходного газа и M для продукта.
Газ в моли
53,76 / 22,4 = 2,4 моль H₂
Соотношение реакции
2,4 · 2/3 = 1,6 моль Fe
Моли в массу
1,6 · 56 = 89,6 г Fe
Газовый объём сначала переводят в количество вещества. Массу твёрдого продукта находят через его молярную массу.
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
Модель молекулы водорода H₂
Простое вещество водород состоит из двухатомных молекул H₂.
Hoa112008 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Масса продукта → объём реагента
При CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O получено 25,2 г воды. n(H₂O) = 25,2/18 = 1,4 моль; n(CH₄) = 1,4/2 = 0,7 моль. При н. у. этот метан занимает 15,68 л.
Вода может быть жидкой, но её массу всё равно переводят через M = 18 г/моль. Значение 22,4 л/моль используют только для метана при указанных условиях. Направление расчёта от продукта к реагенту не меняет соотношение коэффициентов.
Найти количество продукта
25,2 / 18 = 1,4 моль.
Перейти к реагенту
1,4 · 1/2 = 0,7 моль CH₄.
Найти объём
0,7 · 22,4 = 15,68 л при н. у.
Обратные задачи используют те же коэффициенты реакции. Для каждой величины выбирают подходящую формулу перевода.
Проверяем предположения задачи
Приведённые расчёты предполагают полное превращение выбранного реагента, достаточное количество второго и отсутствие потерь. Если дана массовая доля примесей, сначала находят массу чистого вещества; если выход меньше 100 %, учитывают его отдельно.
Единицы полезны как подсказка: граммы делят на г/моль, литры — на л/моль. Полученные моли можно сравнивать по коэффициентам. Ответ с единицей проверяют по смыслу: какая именно порция какого вещества найдена?
| Проверка | Вопрос |
|---|---|
| Чистота | Относится ли масса к чистому веществу? |
| Условия газа | Можно ли применять 22,4 л/моль? |
| Полнота | Предполагается ли полное превращение? |
| Единицы | Получена ли нужная величина? |
Численный ответ зависит от условий и допущений задачи. Проверка единиц помогает обнаружить неверный переход.
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», § 27. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 27. Решение расчетных задач.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