Здравствуйте, уважаемые читатели!
Я продолжаю сегодня тему об оптимальных способах выполнения заданий ЕГЭ по химии, позволяющих с минимальными затратами времени и энергии достичь требуемого результата.
Вторая разновидность 28 задачи затрагивает только реакции с участием газов. Чаще всего предлагаются несложные процессы, связанные с использованием водорода, кислорода, азота, галогенов, а также газообразных соединений этих веществ. Популярны реакции гидрирования и сгорания газообразных углеводородов.
В отличие от задач на термохимию, в этой разновидности 28 задачи нужно самостоятельно составить уравнение реакции. В таблице представлены уравнения наиболее часто встречающихся в 28 задаче реакций:
Наряду с разнообразием химизма реакций, этот тип задач отличается и разнообразием усложнений. Крайне редко, но могут встречаться задачи на избыток-недостаток, выход реакции, наличие примесей в исходных веществах.
Ниже представлено видео с типовым решением рассматриваемого типа задач (начиная со 2 минуты):
Действия, которые предлагает сделать педагог:
1. написать уравнение реакции
2. перевести данные задачи в моли
3. по уравнению реакции найти количество неизвестного вещества
4. найти массу (объем) неизвестного вещества.
Ниже я предложу свое решение этой задачи, основанное на том же принципе, что и задача на термохимию (см. предыдущую статью). Составляется пропорция, главное в которой - одинаковые размерности числителя и знаменателя. Считаю использование в данной задаче пересчета на моли и обратно ненужным, и, более того, даже вредным: увеличивается количество промежуточных расчетов, возрастает возможность количественных ошибок. Моли хороши для задач, в которых задействовано несколько реакций. Во всех остальных случаях это - "Стрелять из пушки по воробьям..."
Задача 1 (из видео)
Рассчитайте массу газа, образующегося при взаимодействии с избытком кислорода 30, 24 л (н.у.) оксида азота (2). Запишите число с точностью до десятых.
Решение.
1. 2NO+O2=2NO2
2.Пусть левая часть пропорции посвящена известному вeществу - NO, правая неизвестному веществу -NO2. В числителе левой дроби указываем данные условия задачи - 30,24 л, в знаменателе -данные из уравнения (коэффициент перед формулой NO, умноженный на молярный объем 22,4 л). В числителе правой дроби указываем данные задачи - х г, в знаменателе - данные уравнения( коэффициент перед формулой NO2), умноженный на молярную массу, 46 г) :
Откуда х= 30,24*2*46/44,8=62,1 г
Задача 2 (из видео)
Какой объем кислорода требуется для полного сгорания 10 л ацетилена?
Решение:
1. 2С2Н2+5О2=4СО2+2Н2О
2. Пропорция (левая часть - посвящена С2Н2, правая - О2):
Откуда х=10*5/2=25 л
Задача 3.
При разложении нитрата меди(II) образовалось 12 л оксида азота(IV). Чему равен объём образовавшегося кислорода? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.
Решение.
1. 2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2+O2
2. Пропорция(левая часть - для NO2, правая часть - для О2):
х= 12/4=3 л.
Задача 4.
Рассчитайте максимально возможный объём (н. у.) аммиака, который может быть получен исходя из 40 л водорода и 30 л азота? Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Решение.
1.N2+3H2=2NH3
2. Поскольку в условии даны объемы двух исходных веществ, это - задача на избыток-недостаток. Это усложнение можно решить как устно, так и письменно. Сделаем это письменно:
а) V(N2) (по условию)/коэффициент перед азотом по уравнению=30/1=30
V(Н2) (по условию)/коэффициент перед водородом по уравнению=40/3=13
13 меньше 30, следовательно, Н2 - в недостатке. Далее решаем по недостатку.
б) Пропорция(левая часть - для Н2, правая часть - для NH3):
40л/(3*22,4 л)= Хл/(2*22,4 л)
х=40*2/3=26,7л
Как можно видеть из приведенных примеров, старая добрая пропорция при грамотном ее использовании (РАЗМЕРНОСТИ ЧИСЛИТЕЛЯ И ЗНАМЕНАТЕЛЯ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОДИНАКОВЫ) - прекрасный инструмент для решения задач, в которых задействована только одна реакция. По самым скромным подсчетам использование пропорций вместо молей позволяет в два раза сократить объем расчетов при одновременном снижении вероятных ошибок.
В следующей статье я покажу, как аналогичным образом решать задачу 29. А кроме того, поделюсь, как можно получить в ней ответ вообще без написания уравнения реакций .
Всего доброго!