7


  • Учителю
  • Методика решения расчетных задач

Методика решения расчетных задач

Автор публикации:
Дата публикации:
Краткое описание:
предварительный просмотр материала

Введение

Одним из специфических методов обучения химии является решение химических задач. В процессе решения задач определяется степень усвоения материала, умение использовать полученные знания.

Различают качественные, расчетные и комбинированные задачи. Расчетные задачи подразделяют, в свою очередь, на три группы:

  1. Задачи, решаемые с использованием химической формулы вещества или на вывод формулы.

  2. Задачи, для решения которых используют управления химической реакций.

  3. Задачи, связанные с растворами веществ.

Каждая из групп содержит различные виды задач.

Программой по химии предусмотрены следующие виды расчетных задач:

  1. Вычисление относительной молекулярной массы веществ по химическим формулам.

  2. Вычисления по химическим уравнениям количества вещества, участвующего в реакции, по известному количеству вещества, принимающего участие в химической реакции.

  3. Вычисления по химическим уравнениям объема газов по известному количеству вещества одного из вступающих в реакцию веществ или получающихся в результате ее.

  4. Вычисление массовой доли и массы вещества в растворе.

  5. Вычисление по химическим уравнениям массы по известному количеству вещества одного из вступающих или получающихся в реакции веществ.

Основным требованием к отбору задач является их химическое содержание. Условия задачи должны соответствовать целям урока, должны быть доступны по содержанию и нести сведения практического характера.

Расчетные задачи можно применять при объяснении нового материала, при закреплении знаний, для домашнего задания, при текущем учете знаний, при повторении материала и итоговом зачете, при выполнении самостоятельных и контрольных работ, на факультативных или кружковых занятиях.

При решении задач необходимо правильно применять общепризнанные буквенные обозначения физических величин и их единиц измерения в системе СИ (см. таблицу 1 в Приложении) и использовать единый стиль оформления задач.

Последовательность действий учителя и ученика при решении задач следующая:


  1. Понимание сущности задачи.

  2. Выполнение химической части решения задачи (запись условия, уравнений реакций, постановка вопроса).

  3. Выбор наиболее рационального способа решения.

  4. Расчет

  5. Запись ответа.


Существует несколько способов решения задач.

Наиболее распространенными являются:

1. Соотношение масс веществ.

2. Использование величины "количество вещества".

3. Составление пропорций.


Эти способы решения будут использованы в данном пособии.


  1. Вычисление относительных атомных и молекулярных масс.


Относительная атомная масса(Аr)-это отношение массы атома элемента к 1/12 массы атома углерода:

Аr(Э)= =m(Э)1аем. (1)


ma(Э)-масса атома элемента;

ma(Э)-масса атома углерода;

1/12 ma(c)=1,6610-24г - одна атомная единица массы (а.е.м).


Задача 1. Найдите относительную атомную массу натрия, если масса атома натрия 38 10-24 г, а масса атома углерода 20 10-24 г.

Ход рассуждений. Запишем кратко условие задачи. Вспомним определение Аr и формулу для ее вычисления. Подставим числовые данные. Сделаем расчет.


Дано: Решение:

ma(Na)=3810-24г Ar(Na)=

ma(с)=2010-24г Ar(Na)=


Аr(Na)-? Ответ: Аr(Na)=23

Относительная молекулярная масса (Мr)-это отношение массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода:

Mr=(а.е.м) (2)

Mm- масса молекулы вещества.


Задача 2. Определите относительную молекулярную массу Fe2O3, если известно, что масса молекулы оксида железа (III) 2,6

Ход рассуждений. Запишем кратко условие задачи. Вспомним определение Мr. Поскольку для вычисление Мr через массу молекулы необходимо знать массу атома углерода, подставим ее значение в условие задачи. Запишем формулы(2). Подставим числовые данные в формулу. Сделаем расчет.

mM(Fe2O3)=2.6Mr (Fe2O3)=

ma(С)=20 Mr (Fe2O3)=


Мr(Fe2O3)-? Ответ: Mr (Fe2O3)=160


2. Определение относительной молекулярной массы и массы молекулы


Относительную молекулярную массу (Mr) можно вычислить по относительной атомной массе элементов, входящих в эту молекулу. Для этого нужно знать формулу вещества, т.е. какие элементы входят и каково число атомов каждого элемента в молекуле:

Mr = Аr(Э1) * n1+ Аr(Э2) * n2 + … (3)


Аr(Э1) - относительная атомная масса первого элемента;

n1 - число атомов первого элемента в молекуле;

Аr(Э2) - относительная атомная масса второго элемента

n2 - число атомов второго элемента в молекуле;


Задача 3. Определите относительную молекулярную массу углекислого газа СO2, зная относительные массы углерода и кислорода.

Ход рассуждений. Запишем кратко условие задачи. Определим формулу для вычисления (Mr), если известны относительные атомные массы (Аr) кислорода и углерода. Подставим числовые данные в формулу (3).Сделаем расчет.

Дано: Мr (СО2) = Аr(С) * nс+ Аr(О) * nо

Мr (СО2) =12*1+16*2=44

Аr (С)=12

Аr (О)=16

Мr (СО2) - ? Ответ: Мr (СО2) = 44


3. Нахождение массовой доли элемента в веществе


Нахождение массовой доли элемента в веществе - центральная задача среди расчетов по формуле вещества. Рекомендуются упражнения этого вида выполнить в таком количестве, чтобы учащиеся приобрели навык расчета массовой доли элемента в веществе.

Массовая доля элемента в веществе (W) показывает, какую часть составляет масса атомов элемента от массы молекулы вещества. Для чистого вещества с постоянным составом массовая доля элемента в веществе постоянна. В любой массе массовая доля элемента такая, как в истинной или условной молекуле. Для нахождения W (Э) необходимо относительную атомную массу Аrвсех атомов данного элемента (n) отнести к относительной молекулярной массе вещества (Мr) :


(4)

Массовую долю элемента в веществе можно выражать в долях или процентах. Во втором случае полученный по формуле (4) результат умножают на 100%:

Задача 4. Определить массовую долю элемента кислорода в 320 г серной кислоты.

Дано: Решение:

m(H2SO4)=320г W(O) = Ar (O) *n

Аr (О)=16 Mr (H2SO4)

Аr (S)=32

Аr (H)=1 Mr (H2SO4) = 1*2+32*1+16*4=98

W (O) -? W(O) = 16*4 = 0,65 или 65 %

98


4. Вычисления с использованием понятия «Количество вещества», «Число Авогадро»

Количество вещества - (υ) - это физическая величина, определяемая числом структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов) и других частиц). Единица измерения количества вещества -МОЛЬ. Моль равна количеству вещества системы, которая содержит столько же структурных частиц, сколько содержится атомов в углероде - 12 массой 0,012 кг (12г), 1 моль вещества содержит 6*1023 структурных частиц. Является величиной постоянной и называется числом Авогадро (NA).


NA

Используя понятие «моль» необходимо указывать, о каких структурных частицах говорится. Если число структурных частиц, содержащихся в системе (N) разделить на число структурных частиц, составляющих 1 моль (NA), можно определить число молей.


υ = N (5)

NA


Задача 5. Какое количество вещества содержит 18*1023 молекул Н2S?


Дано: Решение:

N(Н2S) = 18*1023 υ = N = 18*1023 = 3 моль Н2S

υ (Н2S) -? NA 60*1023


Задача 6. Какое число атомов соответствует 0,25 моль железа?


Дано: Решение:

υ (Fe) = 0,25моль

N (Fe) -?N = υ * NA

N (Fe) =0,25 моль * 6*1023 = 1,5*1023 атомов

Ответ: N (Fe) = 1,5*1023 атомов


Количество вещества (υ) взаимно связано с массой вещества (m):

m = υ * М (6)


Где М - молярная масса.

Нужно различать понятия «масса», «относительная молекулярная масса» и «молярная масса». Первые два понятия уже описаны выше. Молярная масса -это масса 1 моль вещества или масса 6*1023 структурных частиц. Единица измерения моляронй массы - г/моль. Связь с относительной молекулярной (Mr)

М=Mr * 1 г/моль

Mr (NaOH) =40

M (NaOH) = 40г/моль


Задача 7. Определите массу 0,3 моль оксида алюминия.


Дано: Решение:

υ (Al2O3) = 0,3моль M (Al2O3)=27*2+16*3=102г/моль

M (Al2O3)=102г/моль m (Al2O3)=0,3 моль*102г/моль= 30,6 г

m (Al2O3) -? Ответ: m (Al2O3)= 30,6 г

Задача 8. Сколько моль вещества составляет 12 г гидроксида калия?

Дано: Решение:

m(KOH) = 12 г Преобразуем формулу (6)

M (KOH)=56г/моль υ =

υ (KOH) -? υ (КОН) = 12г = 0,2 моль

56 г/моль


Ответ: υ (КОН) = 0,2 моль.


  1. Вычисление массовой доли и массы вещества в растворе.


Массовая доля растворенного вещества определяется как отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

W - массовая доля растворенного вещества;

mр.в.- масса растворенного вещества, г;

mр-ра.- масса раствора, г;

Массовую долю можно выражать в долях (умножение на 100% в этом случае опускается ) или в процентах.








Расчеты по химическим формулам.

Алгоритмы.


  1. Записать химическую формулу вещества.

  2. Установить определяемый элемент.

  3. Рассчитать массу вещества и массу определяемого элемента. Составить пропорцию и рассчитать Х.


Задача.

Вычислить массу меди, содержащуюся в 320 г. оксида меди (II).

Дано:

m(CuO)=320г

m(Cu)=Х г


Решение:

М(CuO)=80г/моль m(CuO)=80г

М(Cu)=64г/моль m(Cu)=64г

Ответ: 256г Сu


Расчеты на закон Авогадро.


Решение задач ведется через коэффициенты в уравнениях реакций, используя то, что 1 Моль любого газа занимает объем 22,4 л/моль.

Необходимо помнить, если в задаче масса в г, то объем в л; масса в кг, то объем в м3; масса в т, то объем 103 м3.

Алгоритмы.

  1. Написать уравнение реакции и расставить коэффициенты.

  2. Дать над формулами числовые обозначения веществ.

  3. Определить объем газа с учетом коэффициента при н.у.

  4. Составить пропорцию и рассчитать «Х».


Задача.

Какой объем водорода вступит в реакцию с 56г азота (н.у.)?




 
 
X

Чтобы скачать данный файл, порекомендуйте его своим друзьям в любой соц. сети.

После этого кнопка ЗАГРУЗКИ станет активной!

Кнопки рекомендации:

загрузить материал