Практические работы по химии
материал

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Тема: Расчёты по химическим формулам и уравнениям

1.Цель работы: научиться делать расчёты по химическим формулам и уравнениям.

2.Оборудование: учебники, таблицы

3.Варианты заданий для практической работы:

1. При взаимодействии металлического натрия с водой выделилось 280 мл водорода. Сколько граммов натрия вступило в реакцию?

2.Какой объём этилена получится при дегидратации этилового спирта, масса которого 32,2 г.?

3.Найти массу аммиака, объём которого равен 33,6 м3.

4.Сколько молекул содержится в 11 г. углекислого газа?

5.Найти массу 15*1023 молекул кислорода.

6.Какое количество гидроксида калия потребуется для нейтрализации 0,3 моля сероводорода?

4.Пояснение к работе:

Формулы по химии

1.Масса

m=M*n

2.Объём

V=Vm *n, где Vm(молярный объем)=22,4 л

3.Число молекул

N=NA*n, где NA(Авогадро)=6*1023 молекул/моль

4.Количество вещества (моль)

n=m/M; n= V / Vm; n= N / NA

5.Молярная масса

M=m/n  (г/моль);  

5.Пример

По уравнению реакции   2Mg + O2 = 2MgO 

рассчитайте объем кислорода (н.у.), необходимого для полного сгорания 1,2 г магния.

1,2/48 = х/22,4

х = 1,2 х 22,4 / 48 = 0,56 л

Ответ: 0,56 л

6.Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод по работе.

Практическая работа

Тема: Распределение электронов в атомах. Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронами.

1.Цель работы: Приобрести умения и навыки правильно распределять электроны по энергетическим уровням и изображать их графически.

2.Оборудование:учебники и таблицы.

3.Варианты заданий для практической работы:

1. Изобразите электронную конфигурацию атомов элементов:

В, N, F, Mg, Si, S, Cl

2.Дайте общую характеристику элементов по вариантам.

4.Пояснение к работе

Пример: элемент мышьяк(порядковый номер 33)находится в 4 периоде, в главной подгруппе V группы, его относительная масса-75. Ядро атома состоит из 33 протонов и 42 нейтронов. Электроны (их 33 ) расположены вокруг ядра на четырёх энергетических уровнях. Мышьяк р-элемент, его электронная формула1S22S22p63S23p63d104S2p3. Наличие пяти электронов на внешнем уровне атома мышьяка указывает на то, что мышьяк-неметалл. Однако он обладает слабо выраженными металлическими свойствами, поскольку в группе сверху вниз происходит ослабление неметаллических свойств. Высшая степень окисления V. Формула высшего оксида – As2O5.

5.Содержание отчёта:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Вывод к работе.

Практическая работа

Тема: Решение расчётных задач на определение объёмной и массовой доли компонентов смеси.

1.Цель работы: научиться решать расчётные задачи на определение объёмной и массовой доли компонентов смеси.

2.Оборудование: учебники, таблицы

3.Варианты заданий для практической работы:

1. В 380 мл воды растворили 20 г иодида калия. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

2.Сколько потребуется соли и воды для приготовления раствора массой 180 г, с массовой долей растворённого вещества 20 %.

Пояснение к задаче: масса воды и соли в сумме дадут 180 г. Так как известна массовая доля, можно найти массу соли, а затем массу воды.

3.Какой объём кислорода может быть получен из 5 м3 воздуха, если объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%?

4.Газовая смесь состоит из фтора(F2), хлора (Cl2), аргона (Ar).Объёмная доля газа фтора 40%, объёмная доля газа хлора 20%. Определите массу аргона (Ar) в составе 11,2 литров смеси при  нормальных условиях.

4.Пояснение к работе

       ω =mв-ва/ mр-ра

ϕ вещества смеси(объёмная доля) =Vодного в-ва / Vсмеси

1. Сколько граммов хлорида натрия потребуется для приготовления 250 г 10%-го раствора?

Решение

1.Определим массу вещества в растворе:

m в-ва = ω · m р-ра = 0,1 · 250 = 25 г хлорида натрия

2.Определяем массу воды, необходимой для приготовления раствора:

m H2O = m р-ра – m в-ва = 250 – 25 = 225 г

2. Вычислите объёмную долю азота в смеси газов, содержащей 32 л азота, 48 л углекислого газа, 36 л гелия и 14 л водорода.

Дано:        Решение:

V(N2) =32 л          1.Найдём объём смеси газов:

V(CO2) =32 л        V(смеси) = V(N2) + V(CO2) +V(He)+ V(H2)= 32л +                            

V(He) =32 л        48л +36л +14л = 130 л

V(H2) =32 л        2.Найдём объёмную долю азота в смеси:

Найти:                            ϕ вещества смеси =V(N2)/ Vсмеси = 32л/ 130л = 0,246, или 24,6%

ϕ(N2) -?        Ответ: ϕ(N2)= 0,246, или 24,6%

5.Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод к работе.

Практическая работа

Тема: Решение расчётных задач на массовую долю растворённого вещества.

1.Цель работы: Приобрести умения и навыки решения задач на массовую долю растворённого вещества.

2.Оборудование: учебники, таблицы

3.Варианты заданий для практической работы:

1.В 150 г воды растворили 50г фосфорной кислоты. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе

2.Сколько грамм воды и нитрата натрия нужно взять, чтобы приготовить 80г 5-% раствора?

3.Найти массу азота, полученного из 280л воздуха, если известно, что объёмная доля азота в воздухе составляет 78%?

4.В растворе массой 100г содержится хлорид бария массой 20г.Какова массовая доля хлорида бария в растворе?

5.Сахар массой 5г растворили в воде массой 20г. Какова массовая доля (%) сахара в растворе?

4.Пояснение к работе

       ω =mв-ва/ mр-ра

ϕ вещества смеси(объёмная доля) =Vодного в-ва / Vсмеси

Примерная задача.

В 100 граммах воды растворили 25 граммов соли KCl. Определить массовую доли соли в полученном растворе.

5.Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод к работе.

Практическая работа

Тема: Решение задач по термохимическим уравнениям

1.Цель работы: Приобрести умения и навыки решения задач по термохимическим уравнениям.

2.Оборудование:учебники и таблицы

3.Варианты заданий для практической работы:

1.Согласно термохимическому уравнению реакции

СН4 + 2О2= СО2 + 2Н2О + 802 кДж

 определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г  метана.

2.Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.

3.По термохимическому уравнению Н2 + Cl2 = 2 HCl + 184,36кДж рассчитайте, какой объём затрачен на образование хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.

4.Пояснение к работе

Определите количество теплоты, которое выделяется при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения: 2Mg + O2 →2MgO + 1204 кДж

Дано:        

m(MgO)=120г        

Найти:

Q-?

Решение: 

1)Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу.

n = m/ M

n(MgO) = 120г / 40 г/моль = 3 моль

2) Составляем пропорцию с учётом коэффициентов в уравнении реакции

По уравнению 2 моля MgO – 1204 кДж

По условию 3 моля MgO – Q1

Отсюда

Q1= 1803

Ответ: при образовании 120 г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

5.Содержание отчёта:

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод к работе.

Практическая работа

Тема: Классификация и изомерия органических соединений

1.Цель работы: Научиться составлять изомеры органических веществ.

2.Оборудование:учебники, таблицы.

3.Варианты заданий для практической работы:

Составьте изомеры следующих веществ:

С6Н14, С5Н10, С6Н13Сl, С4Н9ОН

Cтруктурная изомерия

Обусловлена, как правило, различиями в строении углеродного скелета, либо неодинаковым расположением функциональных групп или кратных связей.

 Изомерия углеродного скелета

1)CH3 – CH2 –CH2 –CH2 – CH3  н-пентан

2)CH3 – CH –CH2 – CH3  2-метилбутан

               I

               CH3 

3)            CH3 

          I

    CH3 – CH –CH3   2,2 –диметилпропан

        I

               CH3 

Изомерия по положению бывает трёх видов:

• кратных связей – изомеры образуются благодаря перемещению кратных связей в молекуле: СН2=С=СН-СН3 (бутадиен-1,2) и CH2=CH-CH=CH2 (бутадиен-1,3);
• функциональной группы – изменение положения функционального радикала: СН3 -СН2-СН2ОН (пропанол-1) и СН3- СНОН-СН3 (пропанол-2);
• заместителя – присоединение радикала к другому атому углерода в молекуле: CH3-CHCl-CH2-CH3 (2-хлорбутан) и CH2Cl-CH2-CH2-CH3 (1-хлорбутан).

5.Содержание отчёта:

• Отчёт должен содержать:
• 1.Название работы.
• 2.Цель работы.
• 3.Задание.
• 4.Формулы изомеров веществ.
• 6.Вывод к работе.

Практическая работа

Тема: Решение расчётных задач на нахождение молекулярной формулы веществ по его плотности, массовой доле элемента.

1.Цель работы: расширить знания учащихся о способах решения задач;

закрепить навыки работы с алгоритмами; показать взаимосвязь химии и математики.

2.Оборудование: учебники, таблицы.

3.Варианты заданий для практической работы:

Задача 1. Определите молекулярную формулу углеводорода, если массовая доля углерода равна 85,75, а водорода-14,3%. Относительная плотность этого вещества по азоту примерно равна 2.

Задача 2. Найти молекулярную формулу предельного углеводорода,

массовая доля углерода в котором 83,3 %

Задача 3. При сжигании 29 г углеводорода образовалось 88 г углекислого газа и 45 г воды, относительная плотность вещества по воздуху равна 2. Найти молекулярную формулу углеводорода.

Задача 4. При сгорании 11,2 г углеводорода получили оксид углерода массой 35,2 г и воду массой 14,4 г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 1,93. Выведите молекулярную формулу.

4.Пояснение к работе

Задача.При сжигании 29 г углеводорода образовалось 88 г углекислого газа и 45 г воды, относительная плотность вещества по воздуху равна 2. Найти молекулярную формулу углеводорода.

Решение

1.Записать условие задачи

Дано:

m(CxHy)= 29г

m(CО2)= 88г

m(Н2О)= 45г

Dвозд(CxHy)=2

Найти:

молекулярную формулу CxHy

2.Найти относительную молекулярную массу вещества:

Мr = Dвозд · Мr(возд.)

Мr(CxHy)= 2·29=58

3.Найти количество вещества образовавшегося оксида углерода(IV):

n(CO2)= m(CO2)/M (CO2)

n(CO2)=88/44=2 моль

4.Найти количество вещества углерода в сожжённом веществе:

n(C) = n(CO2)= 2 моль

5.Найти количество вещества воды:

n(H2O) = 45/18 = 2,5 моль

6.Найти количество вещества водорода в сожжённом веществе:

n(H) = 2n (H2O)

n(H) = 2,5 · 2= 5 моль

7.Найти простейшую формулу углеводорода:

n (C) : n (H) = 2 : 5,

следовательно, простейшая формула – С2Н5

8.Найти истинную формулу углеводорода:

Mr(C2H5) = 29,

Mr(CxHy) = 58,

Следовательно, истинная формула – С4Н10.

Задача. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 81,8 %

Углерода и 18,2 % водорода. Относительная плотность вещества по азоту равна 1,57.

Решение

1.Записать условие задачи.

Дано:

ω (C) =81,8%

ω (H) =18,2%

DN2(CxHy) =1,57

Найти:

молекулярную формулу CxHy

2.Вычислить относительную молекулярную массу Mr(CxHy) по

относительной плотности:

Mr = DN2 · Mr(N2),

Mr(CxHy) =1,57 · 28= 43,96 = 44

3.Найти индексы х и у по отношению  W(Э) / Ar(Э)

х:у = W(С) / Ar(С) : W(Н) / Ar(Н),

х:у = 0,818 / 12 : 0,182 / 1= 0,068 : 0,182 = 3:8

4.Записать простейшую формулу: С3Н8.

Проверка: Mr(С3Н8) = 44, следовательно, С3Н8-истинная формула.

5.Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод по работе.

Практическая работа

Тема: Решение расчётных задач на определение практического и теоретического выхода продукта

1.Цель работы: научиться решать задачи на определение практического и теоретического выхода продукта.

2.Оборудование: учебник, таблицы.

3.Варианты заданий для практической работы:

1.При взаимодействии натрия количеством вещества 0,5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н.у.). Вычислите практический выход газа (%).

2.Металлический хром получают восстановлением его оксида Cr2O3 металлическим алюминием. Вычислите массу хрома, который можно получить при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход хрома составляет 95%.

3.К раствору, содержащему хлорид кальция массой 45 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88%.

4.Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.

4.Пояснение к работе

Первый тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества и масса (объём) продукта реакции. Необходимо определить выход продукта реакции в %.

Задача 1. При взаимодействии магния массой 1,2 г с раствором серной кислоты получили соль массой 5, 5 г. Определите выход продукта реакции (%).

1. Записываем краткое условие задачи

Дано:

m (Mg) = 1,2 г

m практическая (MgSO4) = 5,5 г

_____________________

Найти: =?

2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ

M(Mg) = 24 г/моль

M(MgSO4) = 24 + 32 + 4 · 16 = 120 г/моль

4. Находим количество вещества реагента по формулам

ν(Mg) = 1,2 г / 24(г/моль) = 0,05 моль

5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (νтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции

m = ν · M

mтеор (MgSO4) = M(MgSO4) · νтеор (MgSO4) =

= 120 г/моль · 0,05 моль = 6 г

6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле

(MgSO4)=(5,5г ·100%)/6г=91,7%

Ответ: Выход сульфата магния составляет 91,7% по сравнению с теоретическим

Второй тип задач – Известны масса (объём) исходного вещества (реагента) и выход (в %) продукта реакции. Необходимо найти практическую массу (объём) продукта реакции.

Задача 2. Вычислите массу карбида кальция, образовавшегося при действии угля на оксид кальция массой 16,8 г, если выход составляет 80%.

1. Записываем краткое условие задачи

Дано:

m(CaO) = 16,8 г

η =80% или 0,8

_________________

Найти:

m практ (CaC2) = ?

2. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

3. Находим по ПСХЭ молярные массы подчёркнутых веществ

M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль

M(CaC2) = 40 + 2 · 12 = 64г/моль

4. Находим количество вещества реагента по формулам

ν(CaO)=16,8 (г) / 56 (г/моль) = 0,3 моль

5. По УХР вычисляем теоретическое количество вещества (νтеор) и теоретическую массу (mтеор) продукта реакции

6. Находим массовую (объёмную) долю выхода продукта по формуле

m практич (CaC2) = 0,8 · 19,2 г = 15,36 г

Ответ: m практич (CaC2) = 15,36 г

Третий тип задач – Известны масса (объём) практически полученного вещества и выход этого продукта реакции. Необходимо вычислить массу (объём) исходного вещества.

Задача 3. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.

1. Записываем краткое условие задачи

Дано: н. у.

Vm = 22,4 л/моль

Vпрактич(CO2) = 28,56 л

η = 85% или 0,85

____________________

Найти:

m(Na2CO3) =?

2. Находим по ПСХЭ молярные массы веществ, если это необходимо

M (Na2CO3) =2·23 + 12 + 3·16 = 106 г/моль

3. Вычисляем теоретически полученный объём (массу) и количество вещества продукта реакции, используя формулы:

Vтеоретич(CO2) =

= 28,56 л / 0,85 = 33,6 л

ν(CO2) = 33,6 (л) / 22,4 (л/моль) = 1,5 моль

4. Запишем УХР. Расставим коэффициенты.

Под формулами (из дано) напишем стехиометрические соотношения, отображаемые уравнением реакции.

5. Находим количество вещества реагента по УХР

По УХР:

, следовательно

ν(Na2CO3) = ν(CO2) = 1,5 моль

5. Определяем массу (объём) реагента по формуле:

m = ν · M

V = ν · Vm    m = ν · M   m(Na2CO3) = 106 г/моль · 1,5 моль = 159 г

5.Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Задание.

4.Формулы расчёта.

5.Необходимые расчёты.

6.Вывод к работе.