Алгоритмы решения задач по химии за курс основной школы.
учебно-методическое пособие по химии (9 класс) на тему

Опубликовано 16.04.2016 - 17:45 - Агафонова Елена Леонидовна

Умение решать задачи по химии является основным критерием творческого усвоения предмета.По современным психолого-педагогическим требованиям важная роль в процессе усвоения химических знаний отводится использованию получаемых знаний при решении задач различных типов. Решение расчетных и качественных задач развивает творческую самостоятельность учащихся, способствует более глубокому освоению учебного предмета. Именно через решение задач различных типов и уровней сложности может быть эффективно освоен курс химии. Решение задач является одним из приемов обучения ,посредством которого обеспечивается более глубокое и полное усвоение учебного материала похимии, удобным способом проверки знаний в процессе изучения предмета и средством их закрепления. Вырабатывается умение самостоятельного применения приобретенных знаний.

Скачать:

Вложение	Размер
Алгоритмы решения задач по химии за курс основной школы.	139.5 КБ

Предварительный просмотр:

Алгоритм 1. Вычисление массу определённого количества вещества

Задание: Определить массу 5 моль воды (Н2О).

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Рассчитать молярную массу вещества, используя периодическую таблицу Д. И. Менделеева. Массы всех атомов округлять до единиц, хлора - до 35,5	M(H2O)=2⋅1+16=18 г/моль
2.	Найти массу воды по формуле: m=ν⋅M	m(H2O) = 5 моль⋅18 г/моль=90 г
3.	Записать ответ	Ответ: масса 5 моль воды равна 90 г
Расчеты количества вещества	Расчеты доли	Расчеты выхода продукта реакции
ν=m/M, ν=V/VM, ν=N/NA, ν=Q/F, ν=PV/RT	ω=mч/mоб, ϕ=Vч/Vоб, χ=νч/νоб	η = mпр./mтеор., η = Vпр./Vтеор., η = νпр./νтеор.
ν-количество вещества (моль); νч- количество вещества частное (моль); νоб- количество вещества общее (моль); m- масса (г); mч - масса частная (г); mоб- масса общая (г); V - объём (л); VМ - объем 1 моль (л); Vч - объём частный (л); Vоб - объем общий (л); N - количество частиц (атомов, молекул, ионов); NA - число Авогадро (количество частиц в 1 моль вещества) NA =6,02⋅1023; Q - количество электричества (Кл); F - постоянная Фарадея (F ≈ 96500 Кл); Р - давление (Па) (1атм ≈105 Па); R - универсальная газовая постоянная R ≈ 8,31 Дж/(моль⋅К); Т - абсолютная температура (К); ω - массовая доля; ϕ - объёмная доля; χ - мольная доля; η - выход продукта реакции; mпр Vпр νпр - масса, объём, количество вещества практические; mтеор ,Vтеор., νтеор. - масса, объем, количество вещества теоретические.

Алгоритм 2. Вычисление массовой доли растворенного вещества

Задание: Вычислить массовую долю соли (NaCl) в растворе, полученном при растворении в 475 г воды 25 г соли.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать формулу для нахождения массовой доли.	ω(%)=(mч/mоб)⋅100%
2.	Найти массу раствора.	mр-ра= m(H2O) + m(NaCl) = 475 + 25 = 500 г
3.	Вычислить массовую долю, подставив значения в формулу.	ω(NaCl) = (25/500)⋅100%=5%
4.	Записать ответ.	Ответ: массовая доля NaCl составляет 5%

Алгоритм 3. Расчет массы вещества в растворе по его массовой доле

Задание: Сколько граммов сахара и воды необходимо взять для получения 200 г 5 % раствора?

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать формулу для определения массовой доли растворённого вещества.	ω=mч/mоб ⇒ mч=mоб⋅ω
2.	Вычислить массу соли.	mсоли= 200⋅0,05=10 г
3.	Определить массу воды.	m(H2O) = m(р-ра) - m(соли) = 200 - 10 = 190 г
4.	Записать ответ.	Ответ: необходимо взять 10 г сахара и 190 г воды

Алгоритм 4. Определение выхода продукта реакции в % от теоретически возможного

Задание: Вычислить выход нитрата аммония (NH4NO3) в % от теоретически возможного, если при пропускании 85 г аммиака (NH3) в раствор азотной кислоты (HNO3), было получено 380 г удобрения.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнение химической реакции и расставить коэффициенты	NH3 + HNO3 = NH4NO3
2.	Данные из условия задачи записать над уравнением реакции.	m=85 г mпр. =380 г NH3 + HNO3 = NH4NO3
3.	Под формулами веществ написать количество вещества согласно коэффициентам; произведение количества вещества на молярную массу вещества	m=85 г m=380 г NH3 + HNO3 = NH4NO3 1моль 1 моль 1⋅17 г 1⋅80 г
4.	Практически полученная масса нитрата аммония известна (380 г). С целью определения теоретической массы нитрата аммония составить пропорцию	85/17=х/380
5.	Решить уравнение, определить х.	х=400 г теоретическая масса нитрата аммония
6.	Определить выход продукта реакции (%), отнеся практическую массу к теоретической и умножить на 100%	η=mпр./mтеор.=(380/400)⋅100%=95%
7.	Записать ответ.	Ответ: выход нитрата аммония составил 95%.

Алгоритм 5. Расчет массы продукта по известной массе реагента, содержащего определённую долю примесей

Задание: Вычислить массу оксида кальция (СаО), получившегося при обжиге 300 г известняка (СаСО3), содержащего 10 % примесей.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнение химической реакции, поставить коэффициенты.	СаСО3 = СаО + СО2
2.	Рассчитать массу чистого СаСО3, содержащегося в известняке.	ω(чист.) = 100% - 10% = 90% или 0,9; m(CaCO3) = 300⋅0,9=270 г
3.	Полученную массу СаСО3 записать над формулой СаСО3 в уравнении реакции. Искомую массу СаО обозначить через х.	270 г х г СаСО3 = СаО + СО2
4.	Под формулами веществ в уравнении записать количество вещества (согласно коэффициентам); произведения количеств веществ на их молярную массу.	270 г х г СаСО3 = СаО + СО2 1 моль 1 моль 1⋅100 г 1⋅56 г
5.	Составить пропорцию.	270/100=х/56
6.	Решить уравнение.	х = 151,2 г
7.	Записать ответ.	Ответ: масса оксида кальция составит 151, 2 г

Алгоритм 6. Расчет массы продукта реакции, если известен выход продукта реакции

Задание: Сколько г аммиачной селитры (NH4NO3) можно получить при взаимодействии 44,8 л аммиака (н. у.) с азотной кислотой, если известно, что практический выход составляет 80 % от теоретически возможного?

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Запишите уравнение химической реакции, расставьте коэффициенты.	NH3 + HNO3 = NH4NO3
2.	Данные условия задачи напишите над уравнением реакции. Массу аммиачной селитры обозначьте через х.	44,8 л х г NH3 + HNO3 = NH4NO3
3.	Под уравнением реакции напишите: а) количество веществ согласно коэффициентам; б) произведение молярного объёма аммиака на количество вещества; произведение молярной массы NH4NO3 на количество вещества.	44,8 л х г NH3 + HNO3 = NH4NO3 1 моль 1 моль 1⋅22,4 л 1⋅80 г
4.	Составьте пропорцию.	44,4/22,4=х/80
5.	Решите уравнение, найдя х (теоретическую массу аммиачной селитры)	х= 160 г.
6.	Найдите практическую массу NH4NO3, помножив теоретическую массу на практический выход (в долях от единицы)	m(NH4NO3) = 160⋅0,8=128 г
7.	Запишите ответ.	Ответ: масса аммиачной селитры составит 128 г.

Алгоритм 7. Определение массы продукта, если один из реагентов взят в избытке

Задание: 14 г оксида кальция (СаО) обработали раствором, содержащем 37,8 г азотной кислоты (HNO3). Вычислите массу продукта реакции.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Запишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты	CaO + 2HNO3 = Сa(NO3)2 + H2O
2.	Определите количества реагентов по формуле: ν=m/M	ν(CaO) = 14/56=0,25 моль; ν(HNO3) = 37,8/63=0,6 моль
3.	Над уравнением реакции напишите рассчитанные количества вещества. Под уравнением - количества вещества согласно стехиометрическим коэффициентам.	0,25 моль 0,6 моль CaO + 2HNO3 = Сa(NO3)2 + H2O 1 моль 2 моль
4.	Определите вещество, взятое в недостатке, сравнив отношения взятых количеств веществ к стехиометрическим коэффициентам.	0,25/1<0,6/2 . Следовательно, в недостатке взята азотная кислота. По ней и будем определять массу продукта.
5.	Под формулой нитрата кальция (Ca(NO3)2) в уравнении проставьте: а) количество вещества, согласно стехиометрического коэффициента; б) произведение молярной массы на количество вещества. Над формулой (Са(NO3)2) - х г.	0,25 моль 0,6 моль х г CaO + 2HNO3 = Сa(NO3)2 + H2O 1 моль 2 моль 1 моль 1⋅164 г
6.	Составьте пропорцию	0,25/1=х/164
7.	Определите х	х = 41 г
8.	Запишите ответ.	Ответ: масса соли (Ca(NO3)2) составит 41 г.

Алгоритм 8. Расчёты по термохимическим уравнениям реакций

Задание: Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте (водный раствор HCl), если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Данные из условия задачи написать над уравнением реакции	200 г CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
2.	Под формулой оксида меди написать его количество (согласно коэффициенту); произведение молярной массы на количество вещества. Над количеством теплоты в уравнении реакции поставить х.	200 г х CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж 1 моль 1⋅80 г
3.	Составить пропорцию.	200/80=х/63,6
4.	Вычислить х.	х=159 кДж
5.	Записать ответ.	Ответ: при растворении 200 г CuO в соляной кислоте выделится 159 кДж теплоты.

Алгоритм 9. Составление термохимического уравнения

Задание: При сжигании 6 г магния выделяется 152 кДж тепла. Составить термохимическое уравнение образования оксида магния.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнение химической реакции, показав выделение тепла. Расставить коэффициенты.	2Mg + O2 = 2MgO + Q
2.	Данные из условия задачи написать над уравнением реакции.	6 г 152 2Mg + O2 = 2MgO + Q
3.	Под формулами веществ написать: а) количество вещества (согласно коэффициентам); б) произведение молярной массы на количество вещества. Под тепловым эффектом реакции поставить х.	6 г 152 2Mg + O2 = 2MgO + Q 2 моль х 2⋅24
4.	Составить пропорцию.	6/(2⋅24)=152/х
5.	Вычислить х (количество теплоты, согласно уравнению)	х=1216 кдж
6.	Записать в ответе термохимическое уравнение.	Ответ: 2Mg + O2 = 2MgO + 1216 кДж

Алгоритм 10. Расчет объёмов газов по химическим уравнениям

Задание: При окислении аммиака (NH3) кислородом в присутствии катализатора образуется оксид азота (II) и вода. Какой объём кислорода вступит в реакцию с 20 л аммиака?

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнение реакции и расставить коэффициенты.	4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
2.	Данные из условия задачи написать над уравнением реакции.	20 л х 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
3.	Под уравнением реакции записать количества веществ согласно коэффициентам.	20 л х 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 4 моль 5 моль
4.	Составить пропорцию.	20/4=х/5
5.	Найти х.	х= 25 л
6.	Записать ответ.	Ответ: 25 л кислорода.

Алгоритм 11. Определение объема газообразного продукта по известной массе реагента, содержащего примеси

Задание: Какой объём (н.у) углекислого газа (СО2) выделится при растворении 50 г мрамора (СаСО3), содержащего 10 % примесей в соляной кислоте?

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнение химической реакции, расставить коэффициенты.	CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
2.	Рассчитать количество чистого СаСО3, содержащегося в 50 г мрамора.	ω(СаСО3)=100% - 10% =90% Для перевода в доли от единицы поделить на 100%. ω(СаСО3)= 90%/100%=0,9 m(CaCO3)=m(мрамора)⋅ω(СаСО3)= 50⋅0,9=45 г
3.	Полученное значение написать над карбонатом кальция в уравнении реакции. Над СО2 поставить х л.	45 г х л CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
4.	Под формулами веществ записать: а) количество вещества, согласно коэффициентам; б) произведение молярной массы на кол-во вещества , если говорится о массе вещества, и произведение молярного объёма на количество вещества, если говорится об объёме вещества.	45 г х л CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 1 моль 1 моль 1⋅100 г 1⋅22,4 л
5.	Составить пропорцию.	45/100=х/22,4
6.	Найти х	х = 10,08 л
7.	Записать ответ.	Ответ: получится 10.08 литра (н. у.) углекислого газа.

Алгоритм 12. Расчет состава смеси по уравнению химической реакции

Задание: На полное сгорание смеси метана и оксида углерода (II) потребовался такой же объём кислорода. Определите состав газовой смеси в объёмных долях.

№ п/п	Последовательность действий	Выполнение действий
1.	Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты.	СО + 1/2О2 = СО2 СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
2.	Обозначить количество вещества угарного газа (СО) - х, а количество метана за у.	х СО + 1/2О2 = СО2 у СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
3.	Определить количество кислорода, которое будет израсходовано на сжигание х моль СО и у моль СН4.	х 0,5 х СО + 1/2О2 = СО2 у 2у СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
4	Сделать вывод о соотношении количества вещества кислорода и газовой смеси.	Равенство объёмов газов свидетельствует о равенстве количеств вещества.
5.	Составить уравнение.	х + у = 0,5х + 2у
6.	Упростить уравнение.	0,5 х = у
7.	Принять количество СО за 1 моль и определить требуемое количество СН4.	Если х=1, то у=0,5
8.	Найти общее количество вещества.	х + у = 1 + 0,5 = 1,5
9.	Определить объёмную долю оксида монооксида углерода (СО) и метана в смеси.	ϕ(СО) = 1/1,5 = 2/3 ϕ(СН4) = 0,5/1,5 = 1/3
10.	Записать ответ.	Ответ: объёмная доля СО равна 2/3, а СН4 - 1/3.

Расчеты по уравнениям химических реакций

Какой объем кислорода необходим для получения 14г оксида кальция (н.у.)?
Найдите массу оксида железа(III), полученного при взаимодействия 2,8г железа с кислородом.
Найти массу хлорида натрия, полученного при взаимодействии 6,9 г натрия с 6,72 л хлора (н.у.).
Найти массу серебра, полученного при разложении 14,5 г оксида серебра, содержащего 20% примесей.
При взаимодействии 33,6 л водорода (н.у.) с кислородом образовалось 21,6 г воды. Найти массовую долю выхода воды в процентах от теоретического.
Найти массу йода, которая потребуется для получения йода алюминия массой 61,2 г.
Найти массу кальция, которая необходима для получения 4,48 г оксида кальция, если массовая доля выхода оксида кальция равна 80%.
При взаимодействии образца технического алюминия, содержащего 10% примесей, с серой образовалось 33,75 г сульфида алюминия, что составляет 75% от теоретического. Найти массу технического образца.
Сожгли смесь цинка и магния массой 11,3 г. Каковы массовые доли цинка и магния в смеси, если известно, что на сжигание цинка пошло 1,6 г кислорода?
Для хлорирования 6 г двухвалентного металла израсходовано 5,6 л хлора (н.у.). Какой это был металл?
Какой объем кислорода (н.у.) необходим для полного сжигания 30 л водорода?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 69 г натрия с 18 г воды?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 195 г цинка с 49 г серной кислоты?
Сколько граммов соли образуется при взаимодействии 80г оксида магния и 9,8 г фосфорной кислоты?
Сколько граммов воды образуется при взаимодействии 160 г оксида меди и 20г водорода?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 12 г магния и 9,8 г фосфорной кислоты?
Сколько граммов соли образуется при взаимодействии 6г магния и 98 г серной кислоты?
Сколько граммов оксида магния образуется при сгорании 240 г магния в 3,2 кислорода?
Сколько граммов соли образуется при взаимодействии 9,8 г серной кислоты и 130 г цинка.
Сколько граммов воды образуется при взрыве смеси, состоящей из 4 г водорода и 40 г кислорода?
Сколько граммов меди образуется при восстановлении 160 г оксида меди и 2 водорода?
Сколько граммов оксида серы (IV) образуется при сгорании 8 г серы в 32 г кислорода?
Сколько граммов воды образуется при взрыве смеси 20г водорода и 64 г кислорода?
Сколько граммов соли образуется при взаимодействии 10г гидроксида натрия и 36,5 г соляной кислоты?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 78г калия с 9 г воды?
Определите, какая масса нитрата магния получится при реакции 20г оксида магния с раствором, содержащим 94,5 г азотной кислоты.
Сколько граммов оксида фосфора (V) образуется при сгорании 31 г фосфора в 8г кислорода?
Сколько граммов воды образуется при взаимодействии 112г оксида кальция с 9,8 г серной кислоты?
Какой объем углекислого газа выделится при действии раствора, содержащего 30г соляной кислоты, на 25 г карбоната кальция?
В раствор, содержащий 40г сульфата меди (II), поместили 10г железных опилок. Какие вещества образуются в результате реакции и какова их масса?
Сколько граммов оксида магния образуется при сгорании 10г магния в 16 г кислорода?
Сколько граммов воды образуется при взаимодействии 20г гидроксида натрия и 980 г серной кислоты?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 112 г железа (II) с 9,8 г серной кислоты?
Сколько граммов воды образуется при взаимодействии 112 г гидроксида калия с 146 г соляной кислоты?
Сколько граммов водорода выделится при взаимодействии 78г калия с 9 г воды?
При разложении 4,34г оксида ртути выделилось 0,32 г кислорода. Сколько ртути при этом получилось? Дайте обоснованный ответ.
Сколько соли получится, если взять 505 г нитрата калия и 196 г серной кислоты?
Сколько соли получится, если взять 120г оксида магния и 147 г фосфорной кислоты?
Сколько соли получится, если взять 28г оксида кальция и 18,9г азотной кислоты?
Сколько граммов углекислого газа образуется при сгорании 24 г углерода в 8 г кислорода?