§20. Расчеты по химическим уравнениям
Задание №1
Запишите алгоритм решения расчетной задачи по уравнению реакции. 1) _ 2) _ 3) _ 4) _ 5) _ 6) _
Решение:
Алгоритм решения расчетной задачи по уравнению реакции: 1) Провести анализ текста задачи и наглядно оформить её условия, указав, что дано и что требуется определить. 2) Записать уравнение химической реакции и определить количественные соотношения её участников, ориентируясь на коэффициенты в уравнении. 3) Рассчитать количество вещества участников реакции, приведённые в условии задачи (перевести массу или объём в моли). 4) Над формулами исходных и искомых веществ записать известные и неизвестные количества вещества (х моль). 5) Рассчитать искомое количество вещества для заданного условием участника реакции и перевести его в массу или объём, согласно требованиям условия задачи. 6) Записать ответ, используя соответствующую символику и размерности.
Задание №2
При взаимодействии хлорида меди (II) и 51 г алюминия выделилась медь. Рассчитайте ее массу. Дано: _ Решение: $3CuCl_{2} + 2Al = 2AlCl_{3} + 3Cu↓$
Решение:
Дано: m (Al) = 51 г Найти: m (Cu) − ? Решение: $3CuCl_{2} + 2Al = 2AlCl_{3} + 3Cu↓$ m (Cu) = n * M n (Cu) = $\frac{3}{2}$ * n (Al) n (Al) = m : M = 51 г : 27 г/моль = 1,89 моль n (Cu) = $\frac{3}{2}$ * 1,89 моль = 2,83 моль m (Cu) = 64 г/моль * 2,83 моль = 181 г Ответ: m (Cu) = 181 г
Задание №3
Решение:
Задание №4
Рассчитайте массу осадка в реакции обмена раствора хлорида железа (III) со 100 г гидроксида натрия и количество вещества хлорида натрия. Дано: _ Решение: $FeCl_{3} + 3NaOH = Fe(OH)_{3}↓ + 3NaCl$
Решение:
Дано: m (NaOH) = 100 г Найти: m ($Fe(OH)_ {3}$) − ? n (NaCl) − ? Решение: $FeCl_{3} + 3NaOH = Fe(OH)_ {3}↓ + 3NaCl$ m ($Fe(OH)_ {3}$) = n * M n ($Fe(OH)_ {3}$) = $\frac{1}{3}$ * n (NaOH) n (NaOH) = m : M = 100 г : 40 г/моль = 2,5 моль n ($Fe(OH)_ {3}$) = $\frac{1}{3}$ * 2,5 моль = 0,833 моль m ($Fe(OH)_ {3}$) = 0,833 моль * 107 г/моль = 89 г n (NaCl) = n (NaOH) = 2,5 моль Ответ: m ($Fe(OH)_{3}$) = 89 г; n (NaCl) = 2,5 моль
Задание №5
Придумайте и решите задачу, если известна масса одного реагента, а требуется найти объем (н.у.) второго реагента и массу одного из продуктов реакции по уравнению $Fe_{2}O_{3} + 3H_{2} = 3H_{2}O + 2Fe$ Условие задачи: _ Ответ: _
Решение:
Условие задачи: Масса оксида, вступившего в реакцию, равняется 3 г. Найдите объем водорода и массу воды.
Положение в таблице Менделеева
Металлические свойства элементов ослабевают слева направо в периодической таблице Менделеева. Поэтому наиболее активными считаются элементы I и II групп.
Рис. 1. Активные металлы в таблице Менделеева.
Все металлы являются восстановителями и легко расстаются с электронами на внешнем энергетическом уровне. У активных металлов всего один-два валентных электрона. При этом металлические свойства усиливаются сверху вниз с возрастанием количества энергетических уровней, т.к. чем дальше электрон находится от ядра атома, тем легче ему отделиться.
Наиболее активными считаются щелочные металлы:
- литий;
- натрий;
- калий;
- рубидий;
- цезий;
- франций.
К щелочноземельным металлам относятся:
- бериллий;
- магний;
- кальций;
- стронций;
- барий;
- радий.
Узнать степень активности металла можно по электрохимическому ряду напряжений металлов. Чем левее от водорода расположен элемент, тем более он активен. Металлы, стоящие справа от водорода, малоактивны и могут взаимодействовать только с концентрированными кислотами.
Рис. 2. Электрохимический ряд напряжений металлов.
К списку активных металлов в химии также относят алюминий, расположенный в III группе и стоящий левее водорода. Однако алюминий находится на границе активных и среднеактивных металлов и не реагирует с некоторыми веществами при обычных условиях.
Количество и число протонов, нейтронов и электронов химических элементов (3 часть):
| 71 | Лютеций | Lu | 71 электрон, 71 протон, 104 нейтрона |
| 72 | Гафний | Hf | 72 электрона, 72 протона, 106 нейтронов |
| 73 | Тантал | Ta | 73 электрона, 73 протона, 108 нейтронов |
| 74 | Вольфрам | W | 74 электрона, 74 протона, 110 нейтронов |
| 75 | Рений | Re | 75 электронов, 75 протонов, 111 нейтронов |
| 76 | Осмий | Os | 76 электронов, 76 протонов, 114 нейтронов |
| 77 | Иридий | Ir | 77 электронов, 77 протонов, 115 нейтронов |
| 78 | Платина | Pt | 78 электронов, 78 протонов, 117 нейтронов |
| 79 | Золото | Au | 79 электронов, 79 протонов, 118 нейтронов |
| 80 | Ртуть | Hg | 80 электронов, 80 протонов, 121 нейтрон |
| 81 | Таллий | Tl | 81 электрон, 81 протон, 123 нейтрона |
| 82 | Свинец | Pb | 82 электрона, 82 протона, 125 нейтронов |
| 83 | Висмут | Bi | 83 электрона, 83 протона, 126 нейтронов |
| 84 | Полоний | Po | 84 электрона, 84 протона, 125 нейтронов |
| 85 | Астат | At | 85 электронов, 85 протонов, 125 нейтронов |
| 86 | Радон | Rn | 86 электронов, 86 протонов, 136 нейтронов |
| 87 | Франций | Fr | 87 электронов, 87 протонов, 136 нейтронов |
| 88 | Радий | Ra | 88 электронов, 88 протонов, 138 нейтронов |
| 89 | Актиний | Ac | 89 электронов, 89 протонов, 138 нейтронов |
| 90 | Торий | Th | 90 электронов, 90 протонов, 142 нейтрона |
| 91 | Протактиний | Pa | 91 электрон, 91 протон, 140 нейтронов |
| 92 | Уран | U | 92 электрона, 92 протона, 146 нейтронов |
| 93 | Нептуний | Np | 93 электрона, 93 протона, 144 нейтрона |
| 94 | Плутоний | Pu | 94 электрона, 94 протона, 150 нейтрона |
| 95 | Америций | Am | 95 электронов, 95 протонов, 148 нейтронов |
| 96 | Кюрий | Cm | 96 электронов, 96 протонов, 151 нейтрон |
| 97 | Берклий | Bk | 97 электронов, 97 протонов, 150 нейтронов |
| 98 | Калифорний | Cf | 98 электронов, 98 протонов, 153 нейтрона |
| 99 | Эйнштейний | Es | 99 электронов, 99 протонов, 153 нейтрона |
| 100 | Фермий | Fm | 100 электронов, 100 протонов, 157 нейтронов |
| 101 | Менделевий | Md | 101 электрон, 101 протон, 157 нейтронов |
| 102 | Нобелий | No | 102 электрона, 102 протона, 157 нейтронов |
| 103 | Лоуренсий | Lr | 103 электрона, 103 протона, 163 нейтрона |
| 104 | Резерфордий (Курчатовий) | Rf | 104 электрона, 104 протона, 157 нейтронов |
| 105 | Дубний (Нильсборий) | Db | 105 электронов, 105 протонов, 157 нейтронов |
| 106 | Сиборгий | Sg | 106 электронов, 106 протонов, 163 нейтронов |
| 107 | Борий | Bh | 107 электронов, 107 протонов, 160 нейтронов |
| 108 | Хассий | Hs | 108 электронов, 108 протонов, 161 нейтрон |
| 109 | Мейтнерий | Mt | 109 электронов, 109 протонов, 169 нейтронов |
| 110 | Дармштадтий | Ds | 110 электронов, 110 протонов, 171 нейтрон |
Коэффициент востребованности
24 660
§9. Часть II
Задание №1
Обозначьте основные части аппарата Киппа и опишите принцип его действия. 1 − _ 2 − _ 3 − _ 4 − _ Принцип действия: _
Решение:
1 − предохранительная склянка 2 − шарообразная воронка 3 − сосуд с сужением 4 − тубус для отработанной жидкости
Принцип действия: рассмотрим на примере получения водорода. На решётку, расположенную на дне среднего резервуара, помещают гранулы цинка. В аппарат наливают раствор кислоты (серной или соляной). Когда кран на газоотводной трубке закрыт, кислота находится в верхней воронке и нижнем резервуаре. Как только открывают кран, кислота течёт из воронки и заполняет нижнюю часть второго резервуара, в результате начинается реакция с цинком, выделяется водород. Когда эксперимент окончен, кран закрывают, и водород перестаёт выходить из аппарата Киппа. Давление газа вытесняет кислоту в воронку до тех пор, пока контакт кислоты и цинка не прекратится. Соприкосновение реагирующих веществ прекращается, и водород перестаёт выделяться.
Задание №2
Установите соответствие между рисунком и типом реакции.
| Рисунок | Тип реакции |
| 1) | А) Эндотермическая |
| 2) | Б) Экзотермическая |
Ответ:
| 1 | 2 |
Решение Ответ:
| 1 | 2 |
| Б | А |
Задание №3
Фотосинтез − это _ Схема реакции фотосинтеза: _ (условие) _ + _ → _ + _ Реагенты Продукты Рассчитайте массовые доли углерода в реагенте и продукте реакции. а) Mr ( _ ) = _ ω(C) = _ , или _% б) Mr ( _ ) = _ ω(C) = _ , или _%
Решение:
Фотосинтез − это процесс преобразования солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ. Схема реакции фотосинтеза: Солнечный свет − условие. 6 $CO_{2}$ + 6 $H_{2}O$ → $C_{6}H_{12}O_{6}$ + 6 $O_{2}$ а) Mr ($CO_{2}$) = 12 + 2 * 16 = 44 ω(C) = 12 : 44 = 0,27, или 27% б) Mr ($C_{6}H_{12}O_{6}$) = 6 * 12 + 12 * 1 + 6 * 16 = 180 ω(C) = 6 * 12 : 180 = 0,4, или 40%
Задание №4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Решение 1) Химическая реакция − превращение одних веществ в другие 2) Экзотермическая реакция − процесс с выделением теплоты 3) Эндотермическая реакция − процесс с поглощением теплоты 4) Условие протекания реакции − соприкосновение реагирующих веществ 5) Условие прекращения реакции − нарушение соприкосновения реагирующих веществ 6) Реакция горения − экзотермический процесс с выделением света Ответ:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Е | В | Г | Б | А | Д |
Задание №5
Опишите устройство воздушно−пенного огнетушителя, воспользовавшись дополнительными источниками информации.
Решение:
Устройство воздушно−пенного огнетушителя включает: 1) металлический корпус 2) запорно−пусковой механизм с горловиной 3) баллон с кислородом для мгновенного запуска 4) трубки со стволом−насадкой 5) крепежное устройство
Задание №6
Напишите эссе о роли огня в истории человечества.
Решение:
Часть I
Задание №1
ОВР − это реакции, в которых _
Решение:
ОВР − это реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов, образующих вещества.
Задание №2
Восстановитель − это элемент или вещество, которое _ _ _ _ _ _ электроны. При этом сам восстановитель _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Решение:
Восстановитель − это элемент или вещество, которое отдает электроны. При этом сам восстановитель окисляется.
Задание №3
Окислитель − это элемент или вещество, которое _ _ _ _ _ _ _ _ _ электроны. При этом сам окислитель _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Решение:
Окислитель − это элемент или вещество, которое принимает электроны. При этом сам окислитель восстанавливается.
Задание №4
Дополните схему.Решение
Задание №5
Допишите продукты реакции и расставьте коэффициенты, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель. $Al + CaCl_{2}$ = _ + _
Решение:
$2Al^{0} + 3Ca^{+2}Cl_{2}$ = $2Al^{+3}Cl_{3} + 3Ca^{0}$ 2 $Al^{0} — 3e = Al^{+3}$ 3 $Ca^{+2} + 2e = Ca^{0}$
Свойства
Активные металлы отличаются мягкостью (можно разрезать ножом), лёгкостью, невысокой температурой плавления.
Основные химические свойства металлов представлены в таблице.
|
Реакция |
Уравнение |
Исключение |
|
Щелочные металлы самовозгораются на воздухе, взаимодействуя с кислородом |
K + O2 → KO2 |
Литий реагирует с кислородом только при высокой температуре |
|
Щелочноземельные металлы и алюминий на воздухе образуют оксидные плёнки, а при нагревании самовозгораются |
2Ca + O2 → 2CaO |
|
|
Реагируют с простыми веществами, образуя соли |
– Ca + Br2 → CaBr2; – 2Al + 3S → Al2S3 |
Алюминий не вступает в реакцию с водородом |
|
Бурно реагируют с водой, образуя щёлочи и водород |
– 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2; – Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 |
Реакция с литием протекает медленно. Алюминий реагирует с водой только после удаления оксидной плёнки |
|
Реагируют с кислотами, образуя соли |
– Ca + 2HCl → CaCl2 + H2; – 2K + 2HMnO4 → 2KMnO4 + H2 |
|
|
Взаимодействуют с растворами солей, сначала реагируя с водой, а затем с солью |
2Na + CuCl2 + 2H2O: – 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2; – 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2↓ + 2NaCl |
Активные металлы легко вступают в реакции, поэтому в природе находятся только в составе смесей – минералов, горных пород.
Рис. 3. Минералы и чистые металлы.
Что мы узнали?
К активным металлам относятся элементы I и II групп – щелочные и щелочноземельные металлы, а также алюминий. Их активность обусловлена строением атома – немногочисленные электроны легко отделяются от внешнего энергетического уровня. Это мягкие лёгкие металлы, быстро вступающие в реакцию с простыми и сложными веществами, образуя оксиды, гидроксиды, соли. Алюминий находится ближе к водороду и для его реакции с веществами требуются дополнительные условия – высокие температуры, разрушение оксидной плёнки.
-
/5
Вопрос 1 из 5