Задачи по химии как найти выход

Утром меня разбудил телефонный звонок. Звонила моя ученица Лена Д. Со слезами в голосе она начала говорить, что ЕГЭ по химии точно завалит, потому как даже “такая простая и понятная 35 задача” может включать фишку на выход реакции, не считая кучи других “садистских приколов”. Лена скинула мне ВК условие злополучной 35-й задачи: “При гидратации 31,50 г этиленового углеводорода образовалось 23,76 г органического вещества. Выход продукта составил 60 %. Определите молекулярную формулу углеводорода и установите его структуру, если известно, что при его жёстком окислении перманганатом калия образуются кетон и кислота. Напишите уравнение реакции углеводорода с водой, в уравнении изобразите структурные формулы органических веществ”

В своей практике я, действительно, столкнулась с парадоксом, когда очень толковые ребята, хорошо знающие химию, жутко боятся элементарных расчетов на степень превращения вещества и выход продукта реакции. Их начинает терзать сомнение: “А справлюсь ли я на ЕГЭ?!” Такие переживания могут зайти далеко и перерасти в никому не нужную депрессию. Думаю, вы тоже сталкивались с аналогичными проблемами. Что делать? Я предлагаю все трудности преодолевать вместе. Вначале мы повторим тему “Выход продукта реакции”, поучимся решать задачи, обязательно разберем 35-ю задачу, предложенную моей ученицей, а в конце статьи я расскажу вам секретное упражнение, которое нужно выполнять всякий раз, когда вы начинаете сомневаться в собственных силах и способностях. Упражнение так и называется “У меня все получится!”. Итак, поехали!

Выход продукта реакции (выход реакции) – это коэффициент, определяющий полноту протекания химической реакции. Он численно равен отношению количества (массы, объема) реально полученного продукта к его количеству (массе, объему), которое может быть получено по стехиометрическим расчетам (по уравнению реакции).

Решим задачи на выход продукта реакции, используя Четыре Заповеди. Каждое действие обводится зеленым овалом. Читайте внимательно и обязательно записывайте решение каждой задачи. После проработки статьи попробуйте самостоятельно решить все разобранные задачи.

Задача 1

При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4 г получили 24 г цинка. Определите выход продукта реакции

1) Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе “Дано”

2) Вторая Заповедь. Написать уравнение реакции

Повторим теорию химии. Способ восстановления металлов алюминием – алюмотермия. Следует помнить: металлы, стоящие в ряду активности левее (более активные) восстанавливают металлы, стоящие правее, из расплавов оксидов или растворов солей

Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Cr→Zn→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→(H)→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au

3. Третья Заповедь. Сделать предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции

В условии задачи представлены данные по одному из реагентов (оксиду цинка) и по одному из реально полученных продуктов (цинку). Составляем два досье, в каждом – масса, молярная масса, количество вещества (моль). Для цинка (продукт), масса и количество вещества – практические, т.к. продукт был получен реально.

Теоретическое значение продукта рассчитываем по уравнению реакции. Точка расчета – количество вещества реагента (оксида цинка). Расчеты выполняем на основании закона кратных отношений по схеме: точку расчета делим на коэффициент при этом веществе, умножаем на коэффициент при искомом веществе и получаем результат. Выписывать отдельно пропорцию для расчетов не обязательно. Это – Легкие Расчеты по уравнениям реакций, которые не противоречат закону кратных отношений, но значительно упрощают решение задач по химии.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Формулизируем вопрос задачи “Определите выход продукта реакции”, – записываем соответствующую формулу и анализируем ее компоненты.

Подробно разберем решение обратной задачи: по известному выходу реакции определим неизвестное значение реагента или продукта.

Задача 2

Определите массу оксида алюминия, которая может быть получена из 23,4 г гидроксида алюминия, если выход реакции составляет 92% от теоретически возможного.

1) Первая Заповедь. Выписать данные задачи в разделе “Дано”.

2) Вторая Заповедь. Написать уравнение реакции.

Небольшой экскурс в теорию химии. Многие нерастворимые в воде гидроксиды разлагаются при нагревании. Продукты разложения – оксиды соответствующих металлов и вода.

3. Третья Заповедь. Сделать предварительные расчеты по данным условия задачи и по уравнению реакции

Составляем досье на реагент (гидроксид алюминия) – определяем его молярную массу и количество вещества (моль). По уравнению реакции рассчитываем теоретическое количество продукта (оксида алюминия). Расчеты выполняем на основании закона кратных отношений по схеме: точку расчета делим на коэффициент при этом веществе, умножаем на коэффициент при искомом веществе и получаем результат.

4. Четвертая заповедь. Составить алгоритм решения задачи.

Формулизируем вопрос задачи “Определите массу оксида алюминия”, т.е. записываем формулу расчета массы, которая для нас, как для химиков, должна быть представлена произведением количества вещества на молярную массу. Анализируем компоненты формулы: молярную массу определяем по таблице Менделеева, количество вещества (практическое) рассчитываем по формуле выхода реакции.

Решим на закрепление еще несколько обратных задач с выходом реакции.

Задача 3

Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите массу карбоната натрия для получения оксида углерода (IV) массой 56,1 г. Практический выход продукта 85%.

Задача 4

При действии оксида углерода (II) на оксид железа (III) получено железо массой 11,2 г. Найдите массу использованного оксида железа (III), если выход реакции составляет 80%.

Задача 5

При взаимодействии железа с хлором получено 10 г соли, что составляет 85% от теоретически возможного. Сколько граммов железа было взято для реакции с хлором?

В этой статье я не буду разбирать пошагово 35-ю задачу ЕГЭ, предложенную моей ученицей. На фото – подробное решение. Тот, кто уже решал аналогичные задачи, поймет без дополнительных объяснений. Для всех остальных – обязательно будем наслаждаться анализом этой задачи (и не только этой) в следующей статье. Обещаю ДРАЙВ!

Задача 35 ЕГЭ (восстановлена по памяти моей ученицы)

При гидратации 31,50 г этиленового углеводорода образовалось 23,76 г органического вещества. Выход продукта составил 60 %. Определите молекулярную формулу углеводорода и установите его структуру, если известно, что при его жёстком окислении перманганатом калия образуются кетон и кислота. Напишите уравнение реакции углеводорода с водой, в уравнении изобразите структурные формулы органических веществ

Вернемся к проблеме, которую я затронула в начале статьи. Что делать, если резко упала самооценка, ты чувствуешь себя полным идиотом и боишься не справиться с трудными заданиями ЕГЭ? Все очень просто – выполни секретное упражнение “У меня все получится!” Я подсмотрела его на просторах Интернета (автора не знаю) и модифицировала это упражнение под себя и своих учеников:

1. Сядь в спокойной обстановке, закрой глаза, успокой дыхание. Сосредоточься на своей цели. Представь, что у тебя уже все получилось и ты достиг всего, к чему стремился.

2. Сожми ладони вместе перед собой и прижми их к груди. Обратись к Высшему Разуму (как ты его себе представляешь – Бог, Вселенная, Космос, Мир, Природа) с просьбой реализовать твою цель и мечты.

3. Побудь в таком состоянии несколько минут, затем встань, расправь плечи и стряхни с себя все плохое.

В конце статьи хочу привести цитату из стихотворения американского поэта Эдгара Геста, который был очень популярен 100 лет назад:

“И ты не верь тому, кто скажет: “Это слишком сложно!”
Не слушай тех, кто будет утверждать, что это невозможно,
Не бойся трудностей – скорей берись за дело,
Гони сомненья прочь – к мечте иди решительно и смело!”

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии http://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы “Решение задач по химии” – и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова

При обучении учащихся решению расчётных задач
по химии учителя сталкиваются с рядом проблем

• решая задачу, учащиеся не понимают сущности
  задач и хода их решения;
• не анализируют содержание задачи;
• не определяют последовательность действий;
• неправильно используют химический язык,
  математические действия и обозначение
  физических величин и др.;

Преодоление этих недостатков является одной из
главных целей, который ставит перед собой
учитель, приступая к обучению решению расчетных
задач.

Задача учителя состоит в том, чтобы научить
учащихся анализировать условия задач, через
составление логической схемы решения конкретной
задачи. Составление логической схемы задачи
предотвращает многие ошибки, которые допускают
учащиеся.

Цели урока:

• формирование умения анализировать условие
  задачи;
• формирование умения определять тип расчетной
  задачи, порядок действий при ее решении;
• развитие познавательных, интеллектуальных и
  творческих способностей.

Задачи урока:

• овладеть способами решения химических задач с
  использованием понятия “массовая доля выхода
  продукта реакции от теоретического”;
• отработать навыки решения расчетных задач;
• способствовать усвоению материала, имеющего
  отношение к производственным процессам;
• стимулировать углубленное изучение
  теоретических вопросов, интерес к решению
  творческих задач.

Ход урока

Определяем причину и сущность ситуации,
которые описываются в задачах “на выход
продукта от теоретического”.

В реальных химических реакциях масса продукта
всегда оказывается меньше расчетной. Почему?

• Многие химические реакции обратимы и не доходят
  до конца.
• При взаимодействии органических веществ часто
  образуются побочные продукты.
• При гетерогенных реакциях вещества плохо
  перемешиваются, и часть веществ просто не
  вступает в реакции.
• Часть газообразных веществ может улетучиться.
• При получении осадков часть вещества может
  остаться в растворе.

Вывод:

• масса теоретическая всегда больше
  практической;
• объём теоретический всегда больше объёма
  практического.

Теоретический выход составляет 100%,
практический выход всегда меньше 100%.

Количество продукта, рассчитанное по уравнению
реакции, – теоретический выход, соответствует 100%.

Доля выхода продукта реакции ( – “этта”) – это отношение
массы полученного вещества к массе, которая
должна была бы получиться в соответствии с
расчетом по уравнению реакции.

Три типа задач с понятием “выход продукта”:

1. Даны массы исходного вещества и продукта
реакции. Определить выход продукта.

2. Даны массы исходного вещества и выход продукта
реакции. Определить массу продукта.

3. Даны массы продукта и выход продукта.
Определить массу исходного вещества.

Задачи.

1. При сжигании железа в сосуде, содержащем 21,3 г
хлора, было получено 24,3 г хлорида железа (III).
Рассчитайте выход продукта реакции.

2. Над 16 г серы пропустили водород при
нагревании. Определите объем (н.у.) полученного
сероводорода, если выход продукта реакции
составляет 85% от теоретически возможного.

3. Какой объём оксида углерода (II) был взят для
восстановления оксида железа (III), если получено
11,2г железа с выходом 80% от теоретически
возможного.

Анализ задач.

Каждая задача складывается из совокупности
данных (известные вещества) – условия задачи
(“выход” и т.п.) – и вопроса (вещества, параметры
которых требуется найти). Кроме этого, в ней есть
система зависимостей, которые связывают искомое
с данными и данные между собой.

Задачи анализа:

1) выявить все данные;

2) выявить зависимости между данными и
условиями;

3) выявить зависимости между данным и искомым.

Итак, выясняем:

1. О каких веществах идет речь?

2. Какие изменения произошли с веществами?

3. Какие величины названы в условии задачи?

4. Какие данные – практические или
теоретические, названы в условии задачи?

5. Какие из данных можно непосредственно
использовать для расчётов по уравнениям реакций,
а какие необходимо преобразовать, используя
массовую долю выхода?

Алгоритмы решения задач трёх типов:

Определение выхода продукта в % от теоретически
возможного. 

1. Запишите уравнение химической реакции и
расставьте коэффициенты.

2. Под формулами веществ напишите количество
вещества согласно коэффициентам.

3. Практически полученная масса известна.

4. Определите теоретическую массу.

5. Определите выход продукта реакции (%), отнеся
практическую массу к теоретической и умножив на
100%.

6. Запишите ответ.

Расчет массы продукта реакции, если известен
выход продукта.

1. Запишите “дано” и “найти”, запишите
уравнение, расставьте коэффициенты.

2. Найдите теоретическое количество вещества
для исходных веществ. n =

3. Найдите теоретическое количество вещества
продукта реакции, согласно коэффициентам.

4. Вычислите теоретические массу или объем
продукта реакции.

m = M _* n или V = V_{m *} n

5. Вычислите практические массу или объем
продукта реакции (умножьте массу теоретическую
или объем теоретический на долю выхода).

Расчет массы исходного вещества, если известны
масса продукта реакции и выход продукта.

1. По известному практическому объёму или массе,
найдите теоретический объём или массу (используя
долю выхода продукта).

2. Найдите теоретическое количество вещества
для продукта.

3. Найдите теоретическое количество вещества
для исходного вещества, согласно коэффициентам.

4. С помощью теоретического количества вещества
найдите массу или объем исходных веществ в
реакции.

Домашнее задание.

Решите задачи:

1. Для окисления оксида серы (IV) взяли 112 л (н.у.)
кислорода и получили 760 г оксида серы (VI). Чему
равен выход продукта в процентах от теоретически
возможного?

2. При взаимодействии азота и водорода получили
95 г аммиака NH₃ с выходом 35%. Какие объёмы
азота и водорода были взяты для реакции?

3. 64,8 г оксида цинка восстановили избытком
углерода. Определите массу образовавшегося
металла, если выход продукта реакции равен 65%.

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

РЕШЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАЧ ПО ХИМИИ

«НА ВЫХОД ПРОДУКТА ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНОГО»

Массовая доля выхода продукта реакции (ω – «омега»)

– это отношение массы полученного вещества к массе, которая должна была бы получиться в соответствии с расчетом по уравнению реакции

m практическая

ω вых =

m теоретическая

… в реальных химических реакциях масса продукта всегда оказывается меньше расчетной …а? Не знаете?

ПОЧЕМУ?

• Многие химические реакции не доходят до конца.
• При взаимодействии органических веществ часто образуются побочные продукты.
• При гетерогенных реакциях часть веществ просто не вступает в реакции.
• Немаловажное значение имеет оборудование, с помощью которого осуществляется химическая реакция. Негерметичность соединений всегда приводит к потерям газообразных веществ.

Три типа задач с понятием «Выход продукта»

1. Даны массы исходного вещества и продукта реакции.

Определить выход продукта реакции.

2. Даны массы исходного вещества и выход продукта реакции.

Определить массу продукта.

3. Даны массы продукта и выход продукта. Определить массу исходного вещества.

Алгоритм решения задач первого типа

(найдите «выход продукта реакции»)

1) Прочитай внимательно условие задачи

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по уравнению реакции.

5) Вычисли массовую долю продукта реакции по отношению массы практической к массе теоретической, которая указана в «дано».

1. Внимательно прочитай условие задачи

При действии алюминия на оксид цинка массой 32,4г получили 24 г цинка. Найдите массовую долю выхода продукта реакции.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано: Решение: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г

Найти:

ω вых (Zn) – ?

3. Составьте уравнение реакции, расставьте коэффициенты

Дано: m(ZnO) = 32,4 г m пр (Zn) = 24 г

Решение:

Найти:

ω вых (Zn) – ?

3ZnO + 2Al = 3Zn + Al 2 O 3

4. Вычисли массу теоретическую продукта реакции

Дано: Решение:

m (ZnO) = 32,4 г 32,4 г ?

m пр (Zn) = 24 г 3ZnO +2 Al =3 Zn + Al 2 O 3

3 моль 3 моль

Найти:

ω вых (Zn) – ? По уравнению:

m теор. (Zn) = n . M = 0,4 моль . 65г/моль = 26 г

32, 4 г

n (Zn) = n (ZnO) = = = 0,4 моль

m (ZnO)

81 г/моль

M (ZnO)

5. Вычисли массовую долю продукта реакции по известной формуле

Дано: Решение:

m (ZnO) = 32,4 г 32,4 г ?

m пр (Zn) = 24 г 3ZnO +2 Al =3 Zn + Al 2 O 3

3 моль 3 моль

Найти:

ω вых (Zn) – ? По уравнению:

m теор. (Zn) = nM = 0,4 моль 65г/моль = 26 г

m (ZnO)

n (Zn) = n (ZnO) = = = 0,4 моль

32, 4 г

M (ZnO)

81 г/моль

m пр ( Zn)

ω вых = = = 0, 92 (92%)

24 г

m теор (Zn)

26 г

Ответ: 92%

Алгоритм решения задач второго типа

( найдите «массу продукта реакции») (практическую)

1) Прочитай внимательно условие задачи

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по уравнению реакции.

5) Вычисли массу практическую продукта реакции, воспользовавшись обратной формулой (умножь массу теоретическую на долю выхода)

1. Внимательно прочитай условие задачи

Определите массу оксида алюминия, которая может быть получена из 23,4 г гидроксида алюминия, если выход реакции составляет 92% от теоретически возможного.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано: Решение: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) – ?

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

Дано: Решение: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) – ?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

4. Вычисли массу теоретическую продукта реакции

Решение:

Дано: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) – ?

23,4 г

?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

2 моль

1 моль

= 0,15 моль

По уравнению:

23,4 г

m (Al(OH) 3 )

n(Al 2 O 3 ) = ½ n(Al(OH) 3 = ½ =

M (Al(OH) 3 )

78 г /моль

m теор. (Al 2 O 3 ) = n M = 0,15 моль 102 г/моль = 15,3 г

5) Вычисли массу практическую продукта реакции, воспользовавшись обратной формулой (умножь массу теоретическую на долю выхода)

Решение:

Дано: m (Al(OH) 3 )= 23,4 г ω вых (Al 2 O 3 ) = 92%

Найти:

m пр (Al 2 O 3 ) – ?

23,4 г

?

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 +3H 2 O

1 моль

2 моль

= 0,15 моль

По уравнению:

23,4 г

m (Al(OH) 3 )

n(Al 2 O 3 ) = ½ n(Al(OH) 3 = ½ =

M (Al(OH) 3 )

78 г /моль

m теор. (Al 2 O 3 ) = n M = 0,15 моль 102 г/моль = 15,3 г

m пр. (Al 2 O 3 ) = 15,3 г 0,92 = 14 г

Ответ: 14 грамм

Алгоритм решения задач третьего типа

( Определить массу исходного вещества )

1) Прочитай внимательно условие задачи.

2) Запиши: «Дано» и «Найти».

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по обратной формуле (m пр / ω вых ) .

5) Вычисли массу исходного вещества по уравнению реакции.

1. Внимательно прочитай условие задачи

При действии оксида углерода (II) на оксид железа (III) получено железо массой 11,2 г.

Найдите массу использованного оксида железа (III), учитывая, что доля выхода продуктов реакции составляет 80% от теоретически возможного.

2. Составьте «Дано» и «Найти»

Дано:

Решение:

m пр (Fe) = 11,2 г

ω вых (Fe) = 80%

Найти:

M (Fe 2 O 3 ) – ?

3) Составь уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты).

Дано:

m пр (Fe) = 11,2 г

ω вых (Fe) = 80%

Найти:

M (Fe 2 O 3 ) – ?

Решение:

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

4) Вычисли массу теоретическую продукта реакции, по обратной формуле (m пр / ω вых ) .

Дано:

m пр (Fe) = 11,2 г

ω вых (Fe) = 80%

Найти:

M (Fe 2 O 3 ) – ?

Решение:

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

m пр (Fe)

11,2 г

m теор = = =14 г

ω вых (Fe)

0, 8

5) Вычисли массу исходного вещества по уравнению реакции.

Дано:

m пр (Fe) = 11,2 г

ω вых (Fe) = 80%

Найти:

M (Fe 2 O 3 ) – ?

Решение:

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

m пр (Fe)

11,2 г

m теор = = =14 г

ω вых (Fe)

0, 8

По уравнению:

14 г

m (Fe)

n(Fe 2 O 3 ) = ½ n (Fe) = ½ = ½ = 0,125 моль

56 г/моль

M (Fe)

m(Fe 2 O 3 ) = n M = 0,125 моль 160 г/моль = 20 г

Ответ: 20 грамм