Курс по выбору Её Величество Задача icon

Курс по выбору Её Величество Задача


31 чел. помогло.
Смотрите также:
1   2   3   4   5   6   7
вернуться в начало
ТЕМА: решение задач

Цель:

1. Закрепление материала по решению задач на определение массовой доли выхода продукта реакции (%) от теоретически возможного

2. Совершенствование умения решать задачи данного типа

3. Воспитывать самостоятельность


1.Организационный момент

2.Мотивация. Повторение алгоритма решения задач

3.Решение задач


1.Какое количество серной кислоты можно полу­чить из серы массой 192 г, если выход на последней стадии 95%? (5,7 моль.)

2.При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (н. у.) через избыток раствора сульфата меди (II) обра­зовался осадок массой 11,4 г. Определите выход про­дукта реакции. (95%.)

3.Через раствор массой 50 г с массовой долей иодида натрия 15% пропустили избыток хлора. Выде­лился иод массой 5,6 г. Определите выход продукта реа­кции. (88,2%.)

4.К раствору, содержащему хлорид кальция мас­сой 4,5 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, ес­ли выход продукта реакции составляет 88%. (3,41 г.)

5.Вычислите, какой объем раствора с массовойдолей гидроксида калия 26% (р = 1,24 г/мл) необходим для реакции с алюминием, чтобы получить водород объемом 10,64 л, если выход водорода составляет 95%.
(41,35 мл.)


6.Определите количество вещества и объем (н. у.) хлора, который потребуется для получения хло-
рида железа (III) массой 150 г при выходе соли 92,3% (1,5 моль; 33,6 л.)


7.При пропускании смеси, состоящей из оксида серы (IV) объемом 5 л и кислорода объемом 15 л, че­рез контактный аппарат объем изменился на 2 л. Оп­ределите выход продукта реакции. (80%.)

8.При термическом разложении метана количе­ством 14 моль получен ацетилен, объем которого при н. у. составил 120,96 л. Вычислите выход продукта. (77%.)

9.Вычислите массу ацетата натрия, затраченную на получение метана массой 80 г при выходе продукта 70%. (586 г.)

10.Определите массу уксусной кислоты, которая расходуется для синтеза этилацетата, если полученная масса эфира 70,4 г составляет 80% от теоретического. (60 г.)

11.Рассчитайте массу тетрахлорида углерода, кото­рый можно получить при хлорировании метана объе­мом 11,2л молекулярным хлором, объем которого ра­вен 56 л (н. у.). Выход продукта составляет 70%. (53,9 г.)

12.При каталитическом гидрировании формальде­гида получили метиловый спирт, при взаимодействии которого с металлическим натрием образовался во­дород объемом 8,96 л (н. у.). Выход продукта на каж­дой стадии синтеза составил 80%. Определите исход­ную массу формальдегида. (37,5 г.)

13.При конверсии равных объемов оксида углеро­да (IV) и метана объем смеси увеличился в 1,8 раза. Определите степень конверсии. (90%.)


Урок 13.

Тема: вычисление продукта реакции, полученного из вещества, содержащего массовую долю (%) примесей


Цель:

1. Закрепление знаний на вычисление массы или объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества , содержащего определенную массовую долю примесей

2. Формирование навыков по решению задач на нахождение продукта реакции, полученного из вещества , содержащего массовую долю (%) примесей

3. Использование полученных знаний в промышленности и в практике сельского хозяйства


1.Организационный момент.

2.Мотивация. Алгоритм решение задач.



  1. Записать краткое условие задачи.

  2. Записать уравнение реакции.

  3. Подчеркнуть формулы веществ, которыми будете вести расчеты.

  4. Надписать над формулами веществ в уравнении реакции данные условия задачи.

  5. Определить Mr, М, m, Vm, V веществ и подписать их под формулами веществ, с которыми будете вести расчеты.

  6. Определить массу чистого вещества исходя из содержания в нем массовой доли (%) примесей.

  7. Определить объем (или массу) искомого вещества.

  8. Записать ответ задачи.


Задача 1

Какой объем оксида углерода(1У) (н.у.) получается при разло­жении известняка массой 500 кг, содержащего 2% примесей?


Для решения задачи записываем уравнение реакции. При выполнении алгоритма (надписать над формулами веществ в уравнении реакции данные условия задачи) следует помнить, что, нельзя надписывать в уравнении реакции над карбонатом кальция 500 кг, так как 500 кг - это масса известняка с примесями, а не чистого карбоната кальция. Поэтому, прежде чем вести расчеты по определению объема оксида углерода(IV) по уравнению реакции, следует определить массу разложившегося карбоната кальция: ,




т (известняк)=500кг 490 кг х м3

ω (примесей)=2% СаСОх = СаО + С02

100 кг 22,4 м3

V(C02) - ?


Еще раз напомним рассуждения при опре­делении массы и объема соответствующе­го количества вещества, участвующих в реакции веществ

Мг(СаС03) = 100, М(СаС03) = 100 кг/моль,

m 1 моль (CaCO3) = 100 кг.

Vm(С02)= 22,4 м3/моль

V 1 моль (С02) = 22,4 м3/моль • 1 моль = 22,4 м3.

Определяем массу СаС03 в образце известняка, если его со 98%:

ω (СаС03) = 100% - 2% = 98%; 500 кг

500кг

m(СаС03) = • 98% = 490 кг.

100%

Определяем объем образовавшегося оксида углерода (IV):

100 кг СаС03 образует 22,4 м3 С02,

490 кг СаС03 образует х м3 С02, х = 109,76 м3.


Или можно: m (СаС03) = 490 кг, v(CaC03) = m /М = 4,9 моль.

v(C02) = v(CaC03) = 4,9 моль.

V(C02) = v • Vm = 4,9 моль • 22,4 м3/моль = 109,76 м3,

m V Vm• m

или: v= = , V =

М Vm М


22,4 м3/моль • 490 кг,

V(C02) = = 109,76 м3.

100 кг/моль

Ответ: V(C02)= 109,76 м3.


Задачи для самостоятельной работы


1. Определить массу образовавшейся соли при обработке HCI
500 кг известняка, содержащего 2% примесей.
490 кг х кг

СаСО3+ 2НС1 = CaCI2+ СО2 + Н20.
100 кг 111 кг

1) m СаС03 2) 100 кг СаСОэ образует 111 кг СаС12,

490 кг СаС03 образует х кг СаС1,

500 кг 490 кг • 111 кг

• 98%-490 кг. х= =543,9 кг.

100% 100 кг

2. Необходимо получить 34 г аммиака. Определить объемы азота и водорода (н.у.), необходимые для этого, если выход амми­ака составляет 50% от теоретического выхода.

Теоретический выход аммиака равен:

34 г 68 г

• 100% = 68 г, или = 4 моль.

50% 17 г/моль

Записываем уравнение реакции:

х л х л 4 моль

2N2 + ЗН2 = 2NH3.

2V 3V 2V

Согласно уравнению реакции:

ύ(N2) = 4 моль, или V 89,6 л.

ύ(H2) = 3 моль, или V 67,2 л.


3.РАСТВОРЫ

^ Урок 14 .Способы выражения состава растворов

Цель:

1.Дальнейшие формирование понятий: растворы, массовая доля растворенного вещества , моляльность раствора ,массовая концентрация, коэффициент растворимости

2.Уметь пользоваться выражениями « массовая концентрация», «молярная концентрация эквивалента», «моляльность» , «коэффициент растворимосити»

3. Практическое применение растворов

Ход урока

^ 1.Беседа о способах выражения состава растворов

В химии используют способы определения отношения массы, объема, количества вещества, компонента к остальной части си­стемы (массы, объема, количества вещества) и получают массо­вое, объемное, мольное отношения ,при этом применяют правило «нахождения части от числа». Например, массовое отношение компонента в веществе - это отношение массы компонен­та, содержащегося в веществе, к массе остальной части ве­щества. При этом можно определить: массовое отношение лету­чих веществ к сухой части топлива, массовое отношение соли к воде и т.д. Применительно к растворам рассчитывают массо­вую, объемную, мольную доли растворенного вещества от массы, объема, количества вещества раствора.

При определении доли растворенного вещества применяется математическое правило «нахождения части от числа». Опреде­ляют, какую часть одна величина составляет от другой, в резуль­тате получаются относительные величины (обозначения одина­ковых единиц, встречающихся в числителе и знаменателе отно­шений, подлежат сокращению), поэтому их единицами являются доли единиц или проценты.

Массовая доля растворенного вещества (ω) - это отно­шение массы растворенного вещества к общей массе раство­ра. Например, массовая доля хлорида натрия в растворе - 10%, или 0,1.

Мольная доля компонента (х) - это отношение количест­ва вещества компонента, содержащегося в растворе, к обще­му количеству раствора.

Объемная доля компонента (ф) - это отношение объема компонента, содержащегося в веществе, к общему объему раствора.

При выражении же концентрации растворов необходимо отве­тить на вопросы: концентрация чего ? (компонента), концентра­ция в чем? (в растворе, в растворителе). Не следует говорить, на­пример, о концентрации раствора кислоты, а нужно говорить о концентрации кислоты (концентрация серной кислоты, но не концентрация раствора серной кислоты).

В соответствии с действующим государственным стандартом России используются следующие способы выражения концент­рации раствора. Массовая концентрация растворенного ве­щества С(т) - это отношение массы растворенного веще­ства, содержащегося в растворе, к общему объему раствора. Единицей СИ массовой концентрации является кг/м3, возможен г/л. Ст(х) = т(х)/v.

Моляльность раствора Ь(х) есть отношение количества вещества v(x) растворенного компонента (х) к массе (т) растворителя:

b(x) = v(x) / т.


Единицей СИ моляльности является моль/кг, возможно моль/г. Например, в водном растворе серной кислоты b(H2S04/H20) будет 0,1 моль/кг, не следует применять запись: «0,1 моляльная серная кислота». Если, например, нафталин рас­творен в бензоле, то тогда записываем Ь(нафталин/бензол) =0,02 моль/кг и т.д.

Молярная концентрация (или концентрация количест­ва вещества С(х) - это отношение количества вещества v(x), содержащегося в растворе, к объему раствора V, то есть

v(x) v(x) m

С (х) = , или С (х) =

V V М(х) • V

Единицей СИ молярной концентрации является моль/м3, обычно в химии применяют моль/л.

В некоторых реакциях принимает участие не целая частица, а часть ее, называемая эквивалентом.

Эквивалент - это условная частица, которая равноценна по действию одному иону водорода в реакциях обмена или одно­му электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Молярная концентрация эквивалента С(э), или нормаль­ная концентрация, есть отношение количества вещества эквивалента у(э) к объему раствора V, то есть

v (э) v (э) m

С(э) = , или С(э) = =

V V М(э) • V

Единицей СИ молярной концентрации эквивалента является моль /м , обычно в химии применяют моль/л.

В химической практике используют термин «растворимый», не имеющий количественного смысла, и «растворимость». Рас­творимость вещества может изменяться в широких пределах в зависимости от условий.

В результате растворения веществ в определенном объеме растворителя достигается концентрация, соответствующая рас­творимости этого вещества. Даже наиболее растворимое вещество имеет верхний предел растворимости, а наименее раствори­мое вещество все же обладает некоторой растворимостью.

Для характеристики предела растворимости вещества используется растворимость, или коэффициент растворимости, что означает отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к объему растворителя

m(х)

Ср (х) =

V (р-ля)


Единицей измерения коэффициента растворимости является г/л. Например, коэффициент растворимости хлорида аммония при 15°С 350 г/л, это означает, что при 15°С максимально может раствориться 350 г хлорида аммония в 1 л воды.

Таким образом, для обозначения соотношения растворенного

вещества и раствора используются размерные и безразмерные величины.


Размерные величины:

массовая концентрация (кг/м3, г/л);

молярная концентрация (моль/м , моль/л);

молярная концентрация эквивалента (моль/м , моль/л);

моляльность (моль/кг, моль/г);

коэффициент растворимости (г/л).


Безразмерные величины:

массовая доля, объемная доля, мольная доля.


Урок 15.

Тема :Вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе.


Цель:

1. Формирование знаний на вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе

2. Совршенствование решения данного типа задач разными способами

3. Учить оформлять задачи

Ход урока:

1.Организацонный.

2.Мотивация.

Решение задач разными способами


Задача 1.

Определить массу хлорида натрия и объем воды, необходимые для приготовления 500 г раствора с массовой долей 8%.

Рассчитываем массу хлорида натрия.

Из определения массовой доли растворенного вещества следует:

в 100 г раствора с ω NaCl 8% растворяется 8 г NaCl,

в 500 г раствора с ω NaCl 8% растворяется х г NaCl,

500 г • 8 г

х = = 40 г.

100 г



Определяем массу воды: 500 г - 40 г = 460 г. Определяем объем воды:

V = m / р

460 г

V(H,0) = = 460 мл.

1 г/мл

Ответ: m (NaCl) 40 г; V(H20) 460 мл.


Задача 2


m1(р-ра) = 20г

ω 1,(р. в.) =37% m2(р-ра) = 100г

г ω 2 (р. в.) = 2%
Определить массовую долю хлороводорода в растворе, полу­ченном при сливании растворов массой 20 г с массовой долей 37% и массой 100 г с массовой долей 2%.


ω 3 %(р. в.) - ?
Р ешение подобных задач проводят методом последовательных действий, можно использовать и правило смешения:

m1 ω 1 + m2 ω 2= (m1 + m2) ω ,

где m1, т2 - масса первого и второго раство­ров;

ω 1 , ω 2 -массовая доля первого и второго растворов; ω 3 - массовая доля конечного рас­твора после смешивания.


20 г • 0,37+ 100 г• 0,02 9,4 г

ω (НС1) = = = 0,0782.

20 г+100 г 120 г


Ответ: массовая доля хлороводорода в полученном растворе

0,0782, или 7,82%.


Используя правило смешения, получим формулу:

m1 ω 1 + m2 ω 2= (m1 + m2) ω 3 ,

ее можно преобразовать:

m1 ω 1 + m2 ω 2 = m1 ω 3 + m2 ω 3 ,

m1 ω 1- m1 ω 3 = m2 ω 3 - m2 ω 2 ,

m1 ( ω 1 - ω 3 ) = m2(ω 3 - ω 2 ),


m1 ω3 - ω 2
отсюда ω2 = =

m2 ω 1 - ω 3

Значит, отношение массы первого раствора к массе второго равно отношению разности между массовыми долями конечного и второго растворов и первого и конечного растворов. Подставля­ем данные условия задачи в полученную формулу:

100 37-со3' отсюда найдем 740 - 20 со3 = 100 со3 - 200, 120 со3 = 940, со3 = 7,8.

Ответ: в полученном растворе со(НС1) 7,8%.
Отношение т, со
3-со2

т2 со, -со3

можно применять и при расчетах, когда известны объемы и плот­ности растворов, и в случаях, когда рассматривается любая двух-компонентная система. Тогда рассуждения строятся следующим образом: массы составных частей двухкомпонентной смеси об­ратно пропорциональны разностям долей смеси и отдельных ком­понентов.


Задача 5

В каких массовых отношениях нужно взять раствор с массо­вой долей 40% и воду для приготовления раствора с массовой до­лей гидроксида натрия 10%.


co,(NaOH) = 40%

co2(NaOH)= 10%

m.(p-pa): m(H20)-?
Знакомство с ускоренными, упрощен­ными приемами

расчета имеет практичес­кое значение. На данном примере пока­жем использование диагональной схемы при решении задач подобного типа. Для приготовления раствора с заданной массовой долей рас­творенного вещества из двух исходных их массовые количества должны быть взяты обратно пропорционально числам, показыва­ющим избыток массовой доли первого и недостаток массовой до­ли второго вещества, сравнительно с требуемой массовой долей полученного раствора:

I 40 х/-> 10 м.д. (10-0=10)

10

II 0 1 Х-> 30 м.д. (40-10 = 30)
I : 11= 10 : 30 = 1 : 3.


Ответ: т,(р-ра) : т(Н20) = 1:3.

^ Обратная задача

Определить массы 37% и 2% растворов НС1, при смешивании которых образуется 120 г раствора со 7,8%.

Обозначим m раствора с со 0,02 за х, тогда масса второго рас­твора 120 - х. Учитывая, что сумма масс НС1 в растворах, кото­рые смешиваются, равна массе НС1 в образовавшемся растворе, составляем уравнение:

0,02х + (120 - х) 0,37 = 120х = 0,078,

х = m (2%) = 100 г; т(37%) = 20 г.

Ответ: т(2%) 100 г; т(37%) 20 г.

Закрепление. Решение задач.

1.Оксид бария массой 382,5 г растворили в воде массой 400 г. Вычислите массовую долю гидроксида бария в образовавшемся растворе. (54,63%.)

2.Для полного растворения оксида меди (II) коли­чеством вещества 0,05 моль использован раствор серной кислоты массой 300 г. Определите массовую долю суль­фата меди (II) в полученном растворе. (2,63%.)

3.Определите, в каком объеме воды нужно рас­творить 6,02 • 1024 молекул оксида серы (VI), чтобы полу­чить раствор с массовой долей серной кислоты 10%. (9 л.)

4.Определите объем аммиака, который необходимо растворить в воде объемом 249 мл для получения раство­ра с массовой долей гидроксида аммония 35%. (67,2 л.)

5.В воде объемом 500 мл растворили металличе­ский барий массой 82,2 г. Определите массовую долю гидроксида бария в растворе. (66%.)

6.Алюминий массой 5,4 г растворили в растворе со­ляной кислоты объемом 332 мл (ρ = 1,1 г/мл). Определите массовую долю образовавшейся соли в растворе. (7,22%.)

7.Для полного осаждения ионов железа (III) в виде Fe(OH)3 из раствора массой 50 г с массовой до­лей хлорида железа (III) 13% необходим раствор гидро­ксида натрия массой 10,28 г. Определите массовую до­лю хлорида натрия в растворе. (12,54%.)

8. Для полного осаждения ионов меди (И) в ви­де CuS из раствора массой 200 г с массовой долей сульфата меди (II) 16% необходим раствор сульфида натрия массой 50 г. Определите массовую долю суль­фата натрия в растворе. (12,3%.)

9. Вычислите массу раствора с массовой долей серной кислоты 61,25%, в котором нужно растворить оксид серы (VI) массой 40 г, чтобы получить раствор с массовой долей серной кислоты 73,5%. (160 г.)


Урок 16.




Скачать 1,36 Mb.
оставить комментарий
страница6/7
Мансуров Р.М
Дата28.09.2011
Размер1,36 Mb.
ТипЗадача, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт
1   2   3   4   5   6   7
плохо
  34
не очень плохо
  6
средне
  7
хорошо
  7
отлично
  29
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх