Конспект урока по химии на тему "Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного"
план-конспект урока по химии (10 класс)

Алимова Э.Н.

Химия    Дата: 05.12.2018г.          Урок №26                Класс:10

Тема: Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного.

«Не всякому помогает случай.

Судьба одаривает только подготовленные умы»

 Луи Пастер      

Цели урока: 
1. Образовательная: Расширить, углубить и систематизировать знания учащихся по решению задач: 
1) Вычисление массовой (объёмной) доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного. 
2)Закрепить умения пользоваться алгоритмами. 
2. Воспитательная: воспитывать добросовестное отношение к учёбе, любовь к предмету, взаимопомощь и доброжелательное отношение друг к другу, ответственность за выполненную работу. 
3. Развивающая: развитие навыков и умения в решении расчетных задач, вычисление масс веществ, вычисление по уравнениям реакций, вычисление массовой доли выхода продукта реакции и массовой доли примеси, выведение молекулярной формулы вещества. 
Тип урока: урок применения знаний, умений и навыков

Методы обучения: 1. Словесный. 
2. Наглядный. 
3. Работа по карточкам. 
Оборудование: 
1. Алгоритмы решения расчетных задач различных типов. 

2. Набор карточек с различными типами задач. 

3.Презентация

4.На доске высказывание Луи Пастера.

Ход урока. 

1. Организационный момент. 
2. Вступительное слово учителя: 

- Добрый денье уважаемые гости!

-Учитель: Добрый день, друзья! Я рада вас видеть и очень хочу начать работу с вами. Хорошего вам настроения и успехов! Все ли готовы к уроку? 
Дети: Да!
Учитель: Тогда вперед! 
Сегодня мы проводим урок по теме: «Решение задач на определение доли выхода продукта реакции от теоретически возможного». 
-Как вы думаете, что мы сегодня на уроке будем делать?

-А какие типы задач мы с Вами решали?

-Перед тем как вы приступите к выполнению своей работы,  давайте  ещё раз вспомним алгоритмы решения расчетных задач различных типов.

3.Актуализация опорных знаний

а)повторение алгоритмов решения задач

2. Тип задач: « Выведение молекулярной формулы вещества на основании его плотности по водороду или воздуху и массовой доли элементов». При решении данного типа задач необходимо помнить, что молекулярная масса вещества выводится из плотности вещества по другому веществу и равна произведению относительной плотности на относительную молекулярную массу газа, по которому берется относительная плотность, в данном случае по водороду. Далее находится массы соответствующих элементов исходя из формулы. 
3. Тип задач: «Выведение формулы вещества на основании его относительной плотности по водороду или воздуху, а так же по массе, объёму или количеству вещества продуктов его сгорания». Первоначально в данном типе задач находят относительную молекулярную массу вещества. Затем исходя из относительной молекулярной массы углекислого газа и того, что в состав молекулы СО2 входит один атом углерода, находят массу элемента углерода в веществе. После этого, исходя из относительной молекулярной массы воды и того, что в состав молекулы Н2О входят два атома водорода в веществе находят массу элемента водорода в веществе. Далее на основании суммы масс элементов углерода определяют, присутствует ли в данном веществе элемент кислорода и если присутствует, то определяют его массу. И только после произведенных расчетов находят индекс атомов, углерода, водорода и кислорода. И в конце обязательно делают проверку, чтобы доказать верность формулы вещества.

Работа с классом. (приложение 1)

Учитель раздаёт на каждую парту лист с химическим диктантом /приложение 1/ и даёт такие комментарии:

– Ребята, я предлагаю вам выполнить это задание для того, чтобы вы вспомнили ключевые понятия прошлого урока. Многие характеристики кислорода помогут нам более детально разобраться в теме сегодняшнего урока.

Далее учитель показывает на слайде “ключ” ответов:

– Я прошу вас продемонстрировать результат выполненной работы; поднимите руку те дети, кто получил положительную оценку. (Если в классе окажутся дети с неудовлетворительной оценкой, учитель предложит им выполнить это задание ещё раз на следующем уроке).

4.Мотивация

Определяем причину и сущность ситуации, которые описываются в задачах “на выход продукта от теоретического”.

В реальных химических реакциях масса продукта всегда оказывается меньше расчетной. Почему?

• Многие химические реакции обратимы и не доходят до конца.
• При взаимодействии органических веществ часто образуются побочные продукты.
• При гетерогенных реакциях вещества плохо перемешиваются, и часть веществ просто не вступает в реакции.
• Часть газообразных веществ может улетучиться.
• При получении осадков часть вещества может остаться в растворе.

Вывод:

• масса теоретическая всегда больше практической;
• объём теоретический всегда больше объёма практического.

Теоретический выход составляет 100%, практический выход всегда меньше 100%.

Количество продукта, рассчитанное по уравнению реакции, - теоретический выход, соответствует 100%.

5.Изучение нового материала

Доля выхода продукта реакции ( - “этта”) - это отношение массы полученного вещества к массе, которая должна была бы получиться в соответствии с расчетом по уравнению реакции.

Три типа задач с понятием “выход продукта”:

1. Даны массы исходного вещества и продукта реакции. Определить выход продукта.

2. Даны массы исходного вещества и выход продукта реакции. Определить массу продукта.

3. Даны массы продукта и выход продукта. Определить массу исходного вещества.

Задачи:

Анализ задач.

Каждая задача складывается из совокупности данных (известные вещества) – условия задачи (“выход” и т.п.) – и вопроса (вещества, параметры которых требуется найти). Кроме этого, в ней есть система зависимостей, которые связывают искомое с данными и данные между собой.

Задачи анализа:

1) выявить все данные;

2) выявить зависимости между данными и условиями;

3) выявить зависимости между данным и искомым.

Итак, выясняем:

1. О каких веществах идет речь?

2. Какие изменения произошли с веществами?

3. Какие величины названы в условии задачи?

4. Какие данные – практические или теоретические, названы в условии задачи?

5. Какие из данных можно непосредственно использовать для расчётов по уравнениям реакций, а какие необходимо преобразовать, используя массовую долю выхода?

(приложение2)

Алгоритмы решения задач трёх типов:

Определение выхода продукта в % от теоретически возможного. 

1. Запишите уравнение химической реакции и расставьте коэффициенты.

2. Под формулами веществ напишите количество вещества согласно коэффициентам.

3. Практически полученная масса известна.

4. Определите теоретическую массу.

5. Определите выход продукта реакции (%), отнеся практическую массу к теоретической и умножив на 100%.

6. Запишите ответ.

Расчет массы продукта реакции, если известен выход продукта.

1. Запишите “дано” и “найти”, запишите уравнение, расставьте коэффициенты.

2. Найдите теоретическое количество вещества для исходных веществ. n =

3. Найдите теоретическое количество вещества продукта реакции, согласно коэффициентам.

4. Вычислите теоретические массу или объем продукта реакции.

m = M * n или V = Vm * n

5. Вычислите практические массу или объем продукта реакции (умножьте массу теоретическую или объем теоретический на долю выхода).

Расчет массы исходного вещества, если известны масса продукта реакции и выход продукта.

1. По известному практическому объёму или массе, найдите теоретический объём или массу (используя долю выхода продукта).

2. Найдите теоретическое количество вещества для продукта.

3. Найдите теоретическое количество вещества для исходного вещества, согласно коэффициентам.

4. С помощью теоретического количества вещества найдите массу или объем исходных веществ в реакции.

II.Решение задач у доски

Задача №1.При нитровании 4,48 л этана (н. у.) азотной кислотой получили 12 г нитроэтана C2H5NO2. Вычислите массовую долю выхода продукта. {Ответ: 80%.)

Задача №2.При нитровании гексана азотной кислотой при нагревании образуются нитрогексан C6H13NO2 и вода. Составьте уравнение этой реакции и рассчитайте, какую массу нитрогексана можно получить при нитровании гексана массой 43 г, приняв, что массовая доля выхода продукта составляет 80%. (Ответ: 52,4 г.)

Задача №3.Для сжигания 30 л метана израсходовали 200 л воздуха, обогащённого кислородом. Рассчитайте объёмную долю кислорода в этом воздухе. (Ответ: 30%.)

III.Работа по группам
1 группа

При сжигании углеводорода  образуется 1,76 г. углекислого газа и  0,36 г воды. Относительная плотность данного вещества по кислороду равна 0,8125. Выведите формулу вещества.

 Дано                     Решение

m(СО2)=1,76г                  По значениям масс углекислого газа и воды находим

m(Н2О)=0,36г                  массы углерода и водорода

D (поО2)=0,8125              44г СО2        --------   12г  С

СхНу -?                              1,76г СО2        ------   хг  С

                                           х=1,76ּ12/44=0.48

                                           18г Н2О       --------   2г  Н

                                           0,36г Н2О        ------  хг  С

                                           х=0,36ּ2/18=0.04

                                           С:Н=0.48/12:0.04/1

                                           С:Н= 0.04:0.04

                                           С:Н=1:1

                                           М(СН)=12+1=13г/моль

                                           М=D( О2)ּМ(О2)

                                           М(СхНу)=0,8125ּ32=26г/моль

                                           n=26/13=2

                                           Ответ: С2Н2- ацетилен

2 группа
В лаборатории из 33,6л ацетилена получили 30г  бензола. Определите массовую долю выхода (в процентах) бензола от теоретически возможного. 

Дано                     Решение

V(С2Н2)=33,6л                      Находим теоретический выход бензола

m(С6Н6)=30г                         33,6л           хг

η(С6Н6)-?                              3С2Н2    → С6Н6

                                               67,2л          78г

                                               х=33,6ּ78/67,2=39г

                                               Находим практический выход этилена

                                               η=mпрак/mтеор;   η(С6Н6)=30/39=0.77 или 77%

                                               Ответ: η(С6Н6)=0.77 или 77%

3 группа

Рассчитайте массу этилового спирта, который образуется при гидратации этилена объёмом 560 л. Массовая доля выхода спирта равна 92%. {Ответ: 1058 г.)

Рубрика для оценивания работы учащихся на уроке химии

Подведение итогов урока. Выставление оценок
Рефлексия -Что мы узнали сегодня нового? – Что мы научились выполнять? – Какие были затруднения? – Что показалось самым интересным? – Что удивило вас?  
– Спасибо за сотрудничество! 

Домашнее задание.

Подготовиться к контрольной работе. Составить одну самостоятельно задачу на выход продукта.

Рефлексия ФИО ученика_______________________________________

-Что мы узнали сегодня нового? ___________________________________

_______________________________________________________________

– Что мы научились выполнять?___________________________________

______________________________________________________________

 – Какие были затруднения?______________________________________

______________________________________________________________

 – Что показалось самым интересным? _____________________________

_______________________________________________________________

Приложение 1

1-вариант

1.Общая формула алканов:

А) СnН2n             В) СnН2n-2           С) СnН2n+2          D) СnН2n-6     

2.Алкан, в молекуле которого содержится 14 атомов водорода-

А)гексан;                В)гептан;           С) октан;           D) пентан          Е)бутан.

3.Относительная плотность пропана по воздуху:

А)2,2;                В)1,52;                 С) 1,87;                D)0,5                 Е)3,2.

4.Характерная для циклоалканов связь:    

А)одинарная;    В)двойная;         С) тройная;              D) ароматическая.

5.Тип гибридизации атома углерода в молекуле насыщенных
углеводородов:

А)ѕр2;                 В)ѕр3                 С)ѕр;                        D)ѕ2р2              Е) ѕ3р3

6.Вычислите массовую долю углерода в метане

А)20%;                В)25%;                 С) 60%;                D)75%            Е)80%.

7. Вычислите количество вещества ацетилена, занимающего при нормальных условиях объем равный 11,2л.

А)2 моль;                В)1,5 моль;          С) 1,8моль;                D)0,5моль       Е)3 моль.

8.Определите алкан молекулярной массой 16г/моль

А)метан;                В)этан;                 С)пропан;                D)бутан           Е)пентан.

9. Молярная масса алкена содержащего два атома углерода, равна:

А) 46 г/моль       В) 54 г/моль         С) 60 г/моль       D) 28 г/моль    Е) 16 г/моль

10. Вычислите массу бензола количеством вещества 0,5моль

А)78г;                В)39г;                    С) 156г;                D)18г                Е)100г.

2-вариант

1.Общая формула алкинов:

А) СnН2n             В) СnН2n-2            С) СnН2n+2         D) СnН2n-6     

2.Алкин, в молекуле которого содержится 10 атомов водорода-

А)гексин;                В)гептин;            С) октин;          D) пентин.      Е)бутин

3.Относительная плотность бутана по воздуху:

А)2,2;                В)1,52;                   С) 1,87;                 D)0,5.              Е)2

4.Характерная для алкинов связь:    

А)одинарная;    В)двойная;          С) тройная;              D) ароматическая.

5.Тип гибридизации атома углерода в молекуле этилена:

А)ѕр2;                 В)ѕр3                  С)ѕр;                        D)ѕ2р2              Е) ѕ3р3

6.Вычислите массовую долю углерода в бензоле:

А)92,3%;                В)82,5%;                 С) 60%;                D)75%            Е)80%.

7. Вычислите количество вещества пропана, занимающего при нормальных условиях объем равный 11,2л.

А)2 моль;                В)1,5 моль;          С) 1,8моль;                D)0,5моль       Е)3 моль.

8.Определите алкен молекулярной массой 28г/моль

А)гексен;           В)этен;                  С)пропен;                D)бутен           Е)пентен 

9. Молярная масса алкина содержащего два атома углерода, равна:

А) 46 г/моль  В) 26 г/моль   С) 60 г/моль     D) 28 г/моль    Е) 16 г/моль

10. Вычислите массу ацетилена количеством вещества 0,5моль

А)26г;                В)13г;                    С) 15г;                D)18г                Е)10г.

Приложение 2

Алгоритмы решения задач трёх типов:

Определение выхода продукта в % от теоретически возможного. 

1. Запишите уравнение химической реакции и расставьте коэффициенты.

2. Под формулами веществ напишите количество вещества согласно коэффициентам.

3. Практически полученная масса известна.

4. Определите теоретическую массу.

5. Определите выход продукта реакции (%), отнеся практическую массу к теоретической и умножив на 100%.

6. Запишите ответ.

Расчет массы продукта реакции, если известен выход продукта.

1. Запишите “дано” и “найти”, запишите уравнение, расставьте коэффициенты.

2. Найдите теоретическое количество вещества для исходных веществ. n =

3. Найдите теоретическое количество вещества продукта реакции, согласно коэффициентам.

4. Вычислите теоретические массу или объем продукта реакции.

m = M * n или V = Vm * n

5. Вычислите практические массу или объем продукта реакции (умножьте массу теоретическую или объем теоретический на долю выхода).

Расчет массы исходного вещества, если известны масса продукта реакции и выход продукта.

1. По известному практическому объёму или массе, найдите теоретический объём или массу (используя долю выхода продукта).

2. Найдите теоретическое количество вещества для продукта.

3. Найдите теоретическое количество вещества для исходного вещества, согласно коэффициентам.

4. С помощью теоретического количества вещества найдите массу или объем исходных веществ в реакции.

Приложение 3

Рубрика для оценивания работы учащихся на уроке химии