Задачи по химии с решениями
Почти все школьные задачи по химии решаются через количество вещества n (моль): данные из условия переводят в моли, по коэффициентам уравнения реакции находят моли искомого вещества и переводят их обратно в граммы или литры. Ниже — формулы для решения задач, алгоритм и восемь задач 8–9 класса с решениями: на массу продукта, объём газа, растворы, избыток и недостаток, примеси и выход.
Формулы для решения задач по химии
| Величина | Формула | Единицы и пояснения |
|---|---|---|
| Количество вещества по массе | n = m / M | m — г, M — г/моль, n — моль |
| Количество газа по объёму | n = V / Vm | Vm = 22,4 л/моль при н. у. (0 °C, 101,3 кПа) |
| Количество по числу частиц | n = N / Nₐ | Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹ |
| Массовая доля вещества в растворе | w = m(в-ва) / m(р-ра) | в долях единицы или ×100 % |
| Масса раствора по объёму | m = ρ·V | ρ — г/мл, V — мл |
| Масса чистого вещества в образце | m(чист) = m(обр)·(1 − w(прим)) | w(прим) — массовая доля примесей |
| Выход продукта | η = m(практ) / m(теор) | то же для n и V; в долях или % |
Молярную массу считайте по таблице Менделеева с округлёнными атомными массами (Cl = 35,5; Cu = 64) и проверяйте калькулятором молярной массы. Доли и проценты удобно сверять калькулятором массовой доли.
Как решать задачи по химии: алгоритм
- Запишите «Дано» и «Найти», переведите единицы: килограммы — в граммы, миллилитры газа — в литры.
- Напишите уравнение реакции и расставьте коэффициенты — без них расчёт будет неверным.
- Найдите количество вещества, данного в условии: n = m / M или n = V / Vm. Если дан раствор, сначала найдите массу растворённого вещества; если образец с примесями — массу чистого вещества.
- По уравнению перейдите к искомому веществу: количества относятся как коэффициенты. Для Zn + 2HCl: n(HCl) = 2·n(Zn).
- Переведите количество в то, что спрашивают: m = n·M или V = n·Vm. Если дан выход, умножьте на η.
- Проверьте единицы и правдоподобие числа, запишите ответ.
Тот же расчёт можно оформить пропорцией по массам над уравнением — ответ будет тем же. Решение через моли короче и реже приводит к ошибкам в задачах на избыток и выход.
Задачи по химии 8 класс: масса и объём по уравнению
Задача 1. Масса продукта
Какая масса оксида меди(II) образуется при разложении 19,6 г гидроксида меди(II)?
- Cu(OH)₂ → CuO + H₂O при нагревании
- M(Cu(OH)₂) = 64 + 2·17 = 98 г/моль; n = 19,6 / 98 = 0,2 моль.
- По уравнению n(CuO) = n(Cu(OH)₂) = 0,2 моль.
- M(CuO) = 64 + 16 = 80 г/моль; m = 0,2·80 = 16 г.
Ответ: 16 г CuO. Как голубой осадок чернеет при нагревании — в опыте «Оксид меди(II) из гидроксида».
Задача 2. Объём газа
Какой объём водорода (н. у.) выделится при растворении 13 г цинка в избытке соляной кислоты?
- Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
- n(Zn) = 13 / 65 = 0,2 моль.
- n(H₂) = n(Zn) = 0,2 моль.
- V(H₂) = 0,2·22,4 = 4,48 л.
Ответ: 4,48 л. Опыт — получение водорода.
Задача 3. Масса исходного вещества по объёму газа
Сколько граммов мрамора CaCO₃ нужно растворить в соляной кислоте, чтобы получить 5,6 л углекислого газа (н. у.)?
- CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
- n(CO₂) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль.
- n(CaCO₃) = n(CO₂) = 0,25 моль.
- M(CaCO₃) = 40 + 12 + 3·16 = 100 г/моль; m = 0,25·100 = 25 г.
Ответ: 25 г. Опыт — углекислый газ из мрамора.
Задачи на растворы и массовую долю
Задача 4. Осадок из раствора
К 160 г 10 %-го раствора сульфата меди(II) добавили избыток раствора гидроксида натрия. Найдите массу осадка.
- CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
- m(CuSO₄) = 0,1·160 = 16 г; n = 16 / 160 = 0,1 моль.
- n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄) = 0,1 моль.
- m(Cu(OH)₂) = 0,1·98 = 9,8 г.
Ответ: 9,8 г голубого осадка. Опыт — ионы меди(II).
Задача 5. Массовая доля по реакции нейтрализации
На нейтрализацию 200 г раствора серной кислоты израсходовали 8 г гидроксида натрия. Найдите массовую долю H₂SO₄ в растворе.
- 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
- n(NaOH) = 8 / 40 = 0,2 моль.
- Кислоты по уравнению вдвое меньше: n(H₂SO₄) = 0,2 / 2 = 0,1 моль.
- m(H₂SO₄) = 0,1·98 = 9,8 г; w = 9,8 / 200 = 0,049.
Ответ: 4,9 %. Как поймать момент нейтрализации индикатором, покажет опыт «Нейтрализация» — щёлочь с фенолфталеином и соляная кислота.
Задачи на избыток и недостаток, примеси и выход
Задача 6. Избыток и недостаток
Смесь 5,6 г железа и 4 г серы нагрели. Какая масса сульфида железа(II) образовалась и сколько граммов вещества осталось в избытке?
- Fe + S → FeS при нагревании
- n(Fe) = 5,6 / 56 = 0,1 моль; n(S) = 4 / 32 = 0,125 моль.
- Вещества реагируют 1 : 1. Железа меньше — оно в недостатке, расчёт ведём по нему.
- n(FeS) = 0,1 моль; M(FeS) = 88 г/моль; m = 8,8 г.
- Серы осталось 0,125 − 0,1 = 0,025 моль, то есть 0,025·32 = 0,8 г.
Ответ: 8,8 г FeS, в избытке 0,8 г серы. Проверка по закону сохранения массы: 5,6 + 4 = 8,8 + 0,8.
Задача 7. Примеси
Какой объём углекислого газа (н. у.) выделится при обжиге 250 г известняка, содержащего 20 % примесей?
- CaCO₃ → CaO + CO₂↑ при нагревании
- Чистого CaCO₃: 250·(1 − 0,2) = 200 г; n = 200 / 100 = 2 моль.
- n(CO₂) = n(CaCO₃) = 2 моль.
- V(CO₂) = 2·22,4 = 44,8 л.
Ответ: 44,8 л.
Задача 8. Выход продукта
При пропускании 11,2 л аммиака (н. у.) через избыток азотной кислоты получили 36 г нитрата аммония. Найдите выход продукта от теоретически возможного.
- NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃
- n(NH₃) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль; теоретически n(NH₄NO₃) = 0,5 моль.
- M(NH₄NO₃) = 80 г/моль; m(теор) = 0,5·80 = 40 г.
- η = 36 / 40 = 0,9.
Ответ: 90 %. Нитрат аммония — азотное удобрение, о нём — в разделе минеральные удобрения.
Типичные ошибки при решении задач
- Не расставлены коэффициенты — и соотношение количеств веществ получается неверным.
- В расчёт подставлена масса раствора вместо массы растворённого вещества.
- Объём 22,4 л/моль применён к жидкости или твёрдому веществу.
- В задаче на избыток расчёт ведут по веществу, которого больше по массе, а не по тому, которого не хватает по молям.
- Выход применяют в обратную сторону: практическая масса не может быть больше теоретической, η ≤ 1.
Теория для задач — на страницах уравнения химических реакций и химия 8 класс, подготовка к экзамену — ОГЭ по химии.
Реакции из задач
- Cu(OH)₂ → CuO + H₂OРазложенияt°
- Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ЗамещенияОВР
- CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂OОбменаКачественная
- CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ОбменаКачественная
- 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂OОбменаНейтрализация
- Fe + S → FeSСоединенияОВРt°
- CaCO₃ → CaO + CO₂↑РазложенияПроизводствоt°
- NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃СоединенияПроизводствоАгрохимия
Проведите опыт онлайн
Эти опыты есть в виртуальной лаборатории: запустите прямо здесь или откройте на весь экран.
Получение водорода
Металл в кислоте, сбор газа над водой в пробирку и проба горящей лучиной — хлопок.
Ионы меди(II)
Щёлочь к раствору медного купороса — голубой осадок гидроксида меди(II).
Оксид меди(II) из гидроксида
Голубой осадок Cu(OH)₂ при нагревании на спиртовке чернеет — образуется CuO.
Нейтрализация
Щёлочь с фенолфталеином титруют кислотой, пока малиновая окраска не исчезнет.
Читайте также
- Молярная масса вещества
- Массовая доля вещества и элемента
- Уравнения химических реакций
- Как расставить коэффициенты в уравнениях
- Химия 8 класс: все темы кратко, опыты и практические работы онлайн
- Химия 9 класс: реакции, диссоциация, ОВР — уроки и опыты онлайн
- ОГЭ по химии: задания, теория и химический эксперимент онлайн
Частые вопросы
Как решать задачи по химии?
Запишите уравнение реакции с коэффициентами, найдите количество вещества известного участника (n = m/M или n = V/Vm), по коэффициентам перейдите к искомому веществу и переведите моли в массу или объём.
Какие формулы нужны для задач по химии?
Основные: n = m/M, n = V/Vm (Vm = 22,4 л/моль при н. у.), n = N/Nₐ, w = m(в-ва)/m(р-ра), η = m(практ)/m(теор). Для растворов ещё m = ρ·V.
Как найти количество вещества?
Разделите массу на молярную массу: n = m/M. Для газа при н. у. разделите объём на 22,4 л/моль. Например, 4,4 г CO₂ — это 4,4 / 44 = 0,1 моль.
Как определить, какое вещество в избытке?
Найдите количество каждого исходного вещества в молях и разделите на его коэффициент в уравнении. У какого вещества результат меньше, то в недостатке — по нему и считают продукт.
Что такое выход продукта реакции?
Отношение реально полученной массы (или объёма) продукта к той, что должна получиться по уравнению. Выход 90 % значит, что из 40 г возможных получили 36 г.