Главная / Теория для подготовки к ЕГЭ / 4.3.3. Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ.

4.3.3. Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ.

На данный момент задачи по этой теме кодификатора идут в КИМе ЕГЭ под номером 29.

Для их решения можно воспользоваться следующим алгоритмом:

1) записать уравнение реакции, о которой идет речь в задаче, и убедиться в правильности расставленных коэффициентов;

2) рассчитать количество молей вещества, масса или объем которого указаны в условии.

Если указана масса некого вещества A, то расчет количества вещества для него следует вести по формуле:

nA = mA/MA

где mA – масса вещества А, а MA – молярная масса вещества А.

Если указан объем газообразного вещества А:

nA = VA/ Vm

где VA – объем газообразного вещества А, а Vm – молярный объем, одинаковый для всех газов и при н.у. равный 22,4 л/моль.

Иногда вместо массы или объема вещества дается его количество вещества (моль). В таком случае действия по его нахождению не требуются.

3) далее от молей вещества А нужно перейти к молям вещества, массу или объем которого спрашивают в условии.

Допустим спрашивают объем или массу вещества B. Тогда для перехода от количества моль вещества А к количеству моль вещества B следует пользоваться тем правилом, что для любого вещества его количество, деленное на его коэффициент, в уравнении реакции одно и то же. Т.е. количества веществ А и В связаны друг с другом через коэффициенты в уравнении следующим образом:

nA/kA = nB/kB

где n(A) и n(B) – количества вещества А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.

Из этого выражения следует, что количество вещества В равно:

nB = nA ∙ kB/kA

4) далее, зная количество вещества B, мы можем найти его массу по формуле:

m(B) = M(B) ∙ n(B)

Если же вещество B является газом и спрашивают его объем, то рассчитать его можно следующим образом:

V(B) = Vm ∙ n(B) = 22,4 л/моль ⋅ n(B)

В общем, последовательность решения таких задач можно изобразить следующей схемой:

РАСЧЕТЫ МАССЫ ВЕЩЕСТВА ИЛИ ОБЪЕМА ГАЗОВ

1) Зная массу или объем вещества A, рассчитываем его количество вещества.

2) Зная количество вещества A, рассчитываем количество вещества B по формуле:

nB = nA ∙ kB/kA

где n(A) и n(B) – количества веществ А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.

3) В зависимости от того, требуется найти массу вещества В или объем газа В, умножаем его количество либо на молярную массу, либо на молярный объем газа:

m(B) = M(B) ∙ n(B)
V(B) = Vm ∙ n(B) = 22,4 л/моль ⋅ n(B)

Пример

Какая масса сульфида алюминия потребуется для того, чтобы в результате его взаимодействия с избытком соляной кислоты образовался газ объемом 33,6 л (н.у.).

Решение:

1) Запишем уравнение реакции:

Al2S3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2S

2) Рассчитываем количество вещества, для которого известна его масса или объем (в случае газа). Нам известен объем сероводорода, рассчитаем его количество вещества:

n(H2S) = V(H2S)/Vm = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль

3) Отношение количества вещества любого фигуранта реакции к его коэффициенту в уравнении этой реакции всегда одно и то же. Т.е. для сульфида алюминия и сероводорода мы можем записать, что:

n(Al2S3)/k(Al2S3) = n(H2S)/k(H2S)

где k(Al2S3) и k(H2S) – коэффициенты перед Al2S3 и H2S соответственно.

Из этого выражения выразим n(Al2S3):

n(Al2S3) = n(H2S) ∙ k(Al2S3) / k(H2S)

Подставим известные значения n(H2S) и коэффициентов перед H2S и Al2S3:

n(Al2S3) = 1,5 моль∙ 1/3 = 0,5 моль

Тогда масса сульфида алюминия будет равна:

m(Al2S3) = M(Al2S3) ∙ n(Al2S3) = 150 г/моль ∙ 0,5 моль = 75 г

Задачи с реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ» можно порешать здесь.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.