3. Основные типы расчетных задач
Расчетные задачи делят на две категории:
- задачи, связанные с использованием формул веществ; - расчеты по уравнениям реакций.
Среди задач первой категории в зависимости от искомой величины выделяют следующие типы.
Вычисление массы вещества по его количеству и обратный расчет.
Определение массовой доли элемента в веществе по его молекулярной массе и наоборот.
Расчет объемов и объемных долей газов с использованием газовых законов (Авогадро, Бойля – Мариотта, Гей-Люссака, Менделеева – Клапейрона).
Вывод формул соединений по количественному составу.
Задачи второй категории, как правило, основаны на применении закона сохранения массы вещества. Эти задачи также подразделяются на несколько типов.
Задачи на вычисление количеств, масс и объемов исходных веществ по количеству, массе и объему продуктов реакции и обратные расчеты.
Расчет количеств, масс и объемов продуктов реакции, если один из реагентов взят в избытке.
Вычисления количеств, масс и объемов продуктов реакции, если один из реагентов содержит примеси.
Задачи на определение выхода продукта реакции от теоретически возможного.
Вычисления по уравнениям реакций, протекающих в растворах и требующих учета концентрации реагентов.
Термохимические расчеты.
Элементы расчетов в перечисленных типах задач в различных сочетаниях используются при решении комбинированных задач, которые обычно предлагаются на выпускных и вступительных экзаменах, олимпиадах и конкурсах.
3.1. Алгоритм решения задач
Чтобы решить химическую задачу рекомендуется следующий порядок действий.
Изучите внимательно условия задачи: определите, с какими величинами предстоит проводить вычисления, обозначьте их буквами, установите единицы их измерения (табл. 3.1), числовые значения, определите, какая величина является искомой. Запишите данные задачи в виде кратких условий.
Таблица 3.1.
Если в условиях задачи идет речь о взаимодействии веществ, запишите уравнение реакции (реакций) и уравняйте его (их) коэффициентами.
Выясните количественные соотношения между данными задачи и искомой величиной. Для этого расчлените свои действия на этапы, начав с вопроса задачи, выяснения закономерности, с помощью которой можно определить искомую величину на последнем этапе вычислений. Если в исходных данных не хватает каких-либо величин, подумайте, как их можно вычислить, т.е. определите предварительные этапы расчета. Этих этапов может быть несколько.
Определите последовательность всех этапов решения задачи, запишите необходимые формулы расчетов.
Подставьте соответствующие числовые значения величин, проверьте их размерности, произведите вычисления.
3.2. Вычисление массы вещества по его количеству и количества по массе
Задача. Вычислить массу метана количеством вещества 0,1 моль.
Подойдите к решению задачи в соответствии с вышеприведенным алгоритмом. Составьте краткие условия задачи и решите ее.
