Розрахункові задачі : Обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту за рівнянням хімічної реакції, якщо один із реагентів узято в надлишку

Розрахункові задачі : Обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту за рівнянням хімічної реакції, якщо один із реагентів узято в надлишку

Мета уроку. Навчальна:сформувати вміння розв’язувати розрахункові задачі за хімічними рівняннями в умовах надлишку одного з реагентів;закріпити поняття лімітуючий (обмежувальний) реагент. Розвивальна:розвивати логічне мислення, навички аналізу умови задачі;формувати вміння застосовувати теоретичні знання на практиці. Виховна: виховувати уважність, відповідальність у розрахунках;формувати науковий світогляд.

Тип уроку. Урок формування й удосконалення вмінь та навичок. Обладнанняперіодична система хімічних елементів;дошка, крейда / мультимедійна презентація;картки із задачами.

Хід уроку1. Організаційний момент 2. Актуалізація опорних знань3. Мотивація навчальної діяльності 4. Вивчення нового матеріалу 5. Закріплення знань6. Підсумок уроку 7. Домашнє завдання

Хід уроку1. Організаційний момент Привітання, перевірка готовності учнів до уроку.2. Актуалізація опорних знань Фронтальне опитування: Що таке кількість речовини?Як обчислити масу, об’єм і кількість речовини?Що означає поняття реагент у надлишку?Який реагент називають лімітуючим?

3. Мотивація навчальної діяльності В реальних хімічних процесах один із реагентів часто беруть у надлишку для повнішого перебігу реакції, тому вміння визначати лімітуючий реагент є важливим для практики й ЗНО/НМТ.

4. Вивчення нового матеріалу Алгоритм розв’язування задач, якщо один реагент у надлишку:1 Записати рівняння реакції та урівняти його.2. Перевести відомі величини в кількість речовини (моль).3. Визначити лімітуючий реагент (порівняти співвідношення за рівнянням).4. Розрахувати кількість, масу або об’єм продукту за лімітуючим реагентом.5. За потреби зробити висновок про надлишок іншого реагенту.

1) Записуємо рівняння хімічної реакції: 2 NH4 Cl + Ca(OH)2 = Ca. Cl2 + 2 NH3↑ + 2 Н2 О. 2 моль 1 моль 2 моль 2) Обчислюємо кількості речовини амоній хлориду і кальцій гідроксиду: Задача 1 Амоній хлорид масою 10,7 г змішали з кальцій гідроксидом масою 11,1 г і нагріли. Обчисліть об’єм газу (н. у.), який виділився. Відомо : m (NH4 Cl) = 10,7 г m (Ca(OH)2) = 11,1 г. Розв’язання: = 0,15 моль.=0,2 моль

3) За хімічним рівнянням амоній хлорид взаємодіє з удвічі меншою кількістю речовини кальцій гідроксиду. Отже, кальцій гідроксид наявний у надлишку, і розрахунок проводимо за амоній хлоридом. Згідно з рівнянням реакції: n ( NH3) = n ( NH4 Cl) = 0,2 моль. 4) Обчислюємо об’єм амоніаку. 5) V ( NH3) = n ( NH3) ⋅Vm = 0,2 моль ⋅ 22,4 л/моль = =4,48 л Відповідь: V (NH3) = 4,48 л

Задача 2 Вуглекислий газ об’ємом 1,12 л пропустили крізь розчин, який містить натрій гідроксид масою 5г. Обчисліть масу солі, яка утворилася. Відомо: V (СО2) = 1,12 л m (Na. OH) = 5 гm(солі)?1. Записуємо рівняння можливих реакцій: СО2 + 2 Na. OH = Na2 CO3 + H2 O (1) 1 моль 2 моль 1 моль СО2 + Na. OH = Na. HCO3. (2)1 моль 1 моль 1 моль2. Обчислюємо кількості речовини вуглекислого газу і натрій гідроксиду: Розв’язання:= 0,125 моль

3. Знайдена кількість речовини натрій гідроксиду у 2,5 рази (0,125 : 0,05) перевищує кількість речовини вуглекислого газу. Тому утворюється середня сіль згідно з рівнянням (1) і залишається надлишок лугу. Розрахунок проводимо за вуглекислим газом, який повністю вступає в цю хімічну реакцію. 4. Обчислюємо кількість речовини і масу натрій карбонату: n (Na2 СО3) = n (СО2) = 0,05 моль; m (Na2 СО3) =n (Na2 СО3) ⋅ М (Na2 СО3) = 0,05 моль ⋅ 106 г/моль = 5,3 г. Відповідь: m (Na2 СО3) = 5,3 г.

Задача 3 Метан об’ємом 100 м3 спалили у кисні об’ємом 300 м3 . Обчисліть об’єм вуглекислого газу, який утворився. Об’єми газів виміряно за однакових умов.1. Записуємо рівняння реакції горіння метану: СН4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2 O. 1 моль 2 моль 1 моль ?Розв’язання: Відомо: V (СН4) = 100 м3 V (О2) = 300 м3 V (СО2) ౼ ? ) За рівнянням хімічної реакції кількість речовини кисню удвічі більша за кількість речовини метану. Тому і об’єм кисню має бути вдвічі більшим за об’єм метану. За умовою задачі кисню взято утричі більше за об'ємом, ніж метану. Отже, кисень наявний у надлишку. Розрахунок проводимо за метаном. 2. За рівнянням хімічної реакції і згідно з законом об’ємних співвідношень газів: V (СО2) = V (СН4) = 100 м3. V (СО2) = V (СН4) = 100 м3. Відповідь: V (СО2) = 100 м3.

Задача 4 До розчину натрій гідроксиду, який містив 16 г лугу, поступово добавили розчин сульфатної кислоти, що містив 0,3 моль кислоти. Обчисліть масу середньої солі, яка утворилася. Відомо:m (Na. OH) = 16 г n (H2 SО4) = 0,3 моль m (середньої солі) ౼ ?Розв’язання:1. Якщо до розчину лугу поступово добавляти розчин багатооснóвної кислоти, спочатку утворюється середня сіль, а за надлишку кислоти середня сіль перетворюється на кислу. За умовою задачі до розчину натрій гідроксиду добавили розчин сульфатної кислоти. Спочатку утворюється натрій сульфат, а за надлишку кислоти натрій сульфат буде перетворюватися на натрій гідрогенсульфат. Записуємо рівняння першої реакції: 2 Na. OH + H2 SO4 = Na2 SO4 + 2 H2 O (1). 2 моль 1 моль 1 моль 2. Обчислюємо кількість речовини натрій гідроксиду: n(Na. OH) = m(Nа. ОН) : M(Nа. ОН) = 16г : 40 г/моль= 0,4 моль.

3. За рівнянням реакції (1) зіставляємо кількості речовини реагентів з їхнім стехіометричним співвідношенням. Для утворення середньої солі на 0,4 моль натрій гідроксиду необхідно взяти 0,2 моль сульфатної кислоти. 2 Na. OH + H2 SO4 = Na2 SO4 + 2 H2 O (1). 2 моль 1 моль 1 моль. За умовою задачі кількість речовини кислоти становить 0,3 моль. Отже, залишається 0,1 моль кислоти. Ця порція кислоти взаємодіятиме з натрій сульфатом з утворенням кислої солі.

4. Обчислюємо за рівнянням (1) кількість речовини натрій сульфату:0,1 моль сульфатної кислоти вступає в реакцію з 0,1 моль натрій сульфатом з утворенням кислої солі. 6. Обчислюємо кількість речовини і масу середньої солі, яка залишиться з урахуванням реакцій (1) і (2): n (Na2 SО4) = 0,2 моль ౼ 0,1 моль = 0,1 моль, m (Na2 SО4) = n (Na2 SО4) · M (Na2 SО4) = = 0,1 моль · 142 г/моль = 14,2 г. Відповідь: m (Na2 SО4) = 14,2 г.

5. Закріплення знань Самостійна робота (або робота в парах): Обчислити об’єм водню (н.у.), що утвориться при реакції 6,5 г Zn з надлишком HCl. Яка маса осаду утвориться при взаємодії 20 г Ba. Cl₂ з надлишком Na₂SO₄?

Висновки Для забезпечення достатньої швидкості деяких реакцій беруть надлишок одного з реагентів. Задачі на обчислення кількості речовини, маси або об’єму продукту реакції, якщо один з реагентів узято в надлишку, розв’язують із використанням відповідних хімічних рівнянь. Обчислення проводять за реагентом, який витрачається повністю.

6. Підсумок уроку Що нового дізналися?Які етапи є ключовими при розв’язуванні таких задач?Чому важливо правильно визначити лімітуючий реагент?

7. Домашнє завдання. Опрацювати відповідний параграф підручника. Розв’язати задачі (№ …). За бажанням: скласти власну розрахункову задачу з надлишком реагенту.