Вычисления по уравнениям химических реакций

Методика решения типовых задач

а) Нахождение массы одного из участвующих в реакции веществ, а также массы продуктов реакции по известной массе другого вещества, участвующего в реакции.

Пример 1. При взаимодействии магния с кислородом образуется оксид магния. Определите массу магния, необходимую для реакции с кислородом массой 64 г, а также массу образующегося при этом оксида.

Решение. Напишем уравнение реакции:

2Мg + O₂ = 2МgО.

Из уравнения видно, что 2 моль атомов магния реагируют с 1 моль молекул кислорода, образуя 2 моль оксида магния.

Найдем количество вещества кислорода по заданной массе кислорода:

ν (O₂) = m (O₂) / M(O₂) = 64 г /32 г/моль = 2моль.

Исходя из стехиометрии, задаваемой уравнением реакции, можно установить, что количество вещества магния и оксида магния будут в 2 раза больше количества вещества кислорода. Таким образом,

ν (Mg) = ν (MgO) = 4 моль.

Масса 4 моль магния будет равна:

m (Мg) = ν (Mg) · М (Мg) = 4 моль · 24 г/моль = 96 г.

Масса оксида магния количеством вещества 4 моль будет равна:

m (MgO) = ν (MgO) · М(MgO) = 4 моль · 40 г/моль = 160 г.

б) Нахождение масс реагирующих веществ по известной массе продукта реакции.

Пример 2. Чему равны массы цинка и серы, необходимые для получения сульфида цинка массой 485 г?

Решение. Напишем уравнение реакции:

Zn + S = ZnS.

Определим количество вещества, содержащееся в 485 г сульфида цинка:

ν (ZnS) = m (ZnS)/M (ZnS) = = 5 моль, учитывая, что

Мr (ZnS) = Аr (Zn) + Аr (S) = 65 + 32 = 97,

М (ZnS) = 97 г/моль.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль сульфида цинка образуется из одного моль цинка и одного моль серы. Составив соответствующие пропорции, найдем, что для получения 5 моль сульфида цинка потребуется 5 моль цинка и 5 моль серы. Зная количество вещества, можно легко рассчитать массу вещества:

m (Zn) = ν (Zn) · M (Zn) = 5 моль · 65 г/моль = 325 г,

m (S) = ν (S) · M(S) = 5 моль · 32 г/моль = 160 г.

в) Нахождение массы продуктов реакции по известным массам реагирующих веществ.

Пример 1. Определите массу хлорида калия, образующегося при взаимодействии хлороводорода массой 219 г с раствором, содержащим гидроксид калия массой 224 г.

Решение. Напишем уравнение реакции:

НСl + КОН = КСl + Н₂O.

Если в условии даны массы обоих участников реакции, то необходимо установить количества этих веществ (в молях), чтобы найти вещество, взятое в меньшем количестве (найти недостаток):

ν (HCl) = m (HCl)/M (HCl) = = 6 моль,

ν (КОН) = m (KOH)/M (KOH) = = 4 моль.

Сравнивая найденные количества веществ, можно установить, что гидроксид калия взят для реакции в меньшем количестве (недостаток). По уравнению реакции HCI и КOH реагируют между собой в количествах 1 моль на 1 моль. С гидроксидом калия количеством вещества 4 моль прореагируют 4 моль HCl, а 2 моль HCl будут представлять собой избыток, не вступивший в реакцию.

Составим пропорцию, используя реагирующее вещество, взятое в меньшем количестве:

1 моль КОН образует 1 моль КСl,

4 моль КОН образуют х моль KCl,

x = 4 моль.

Зная количество полученного вещества, легко рассчитать его массу:

m (КСl) = ν (KCl) · М (KCl) = 4 моль · 74,5 г/моль = 298 г.

Дата добавления: 2015-05-06