Расчётные задачи по химии: моль, масса, объём

Расчётные задачи — то, что многие школьники в химии боятся больше всего. Но почти все задачи 8–9 класса на массу и объём решаются по одной схеме через количество вещества (моль). Если понять эту схему, задачи станут механическими.

Главные формулы

Количество вещества:

• n = m / M (через массу)
• n = V / Vₘ (через объём газа, Vₘ = 22,4 л/моль при н. у.)
• n = N / Nₐ (через число частиц, Nₐ = 6,02 · 10²³)

Молярная масса M — сумма атомных масс из таблицы Менделеева, г/моль.

M(H₂SO₄) = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 г/моль.

Массовая доля:

• элемента в веществе: ω = (n · Aᵣ) / Mᵣ;
• вещества в растворе: ω = m(вещества) / m(раствора).

Задача 1. Масса → количество

Сколько моль составляют 36 г воды?

M(H₂O) = 18 г/моль. n = 36 / 18 = 2 моль.

Задача 2. Объём газа

Какой объём (н. у.) займут 0,5 моль кислорода?

V = n · Vₘ = 0,5 · 22,4 = 11,2 л.

Задача 3. Массовая доля элемента

Найдите массовую долю кислорода в CO₂.

M(CO₂) = 12 + 32 = 44 г/моль. ω(O) = 32 / 44 ≈ 0,727 = 72,7%.

Задача 4. Раствор

В 200 г воды растворили 50 г соли. Найдите массовую долю соли.

m(раствора) = 200 + 50 = 250 г. ω = 50 / 250 = 0,2 = 20%.

Типичная ошибка — делить на массу воды, а не раствора.

Задача 5. Расчёт по уравнению реакции

Сколько граммов воды образуется при сгорании 8 г водорода?

Алгоритм:

1. Уравнение реакции с коэффициентами: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
2. Количество известного вещества: n(H₂) = 8 / 2 = 4 моль.
3. По уравнению — соотношение: n(H₂) : n(H₂O) = 2 : 2 = 1 : 1. Значит, n(H₂O) = 4 моль.
4. Масса искомого: m(H₂O) = 4 · 18 = 72 г.

Ответ: 72 г.

Задача 6. Газ по уравнению

Какой объём углекислого газа (н. у.) выделится при взаимодействии 50 г карбоната кальция с избытком соляной кислоты?

1. CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
2. M(CaCO₃) = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль. n = 50 / 100 = 0,5 моль.
3. n(CO₂) = n(CaCO₃) = 0,5 моль (коэффициенты 1 : 1).
4. V(CO₂) = 0,5 · 22,4 = 11,2 л.

Общий алгоритм

1. Запишите «Дано» и «Найти».
2. Запишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты.
3. Найдите количество вещества (моль) известного вещества.
4. По коэффициентам найдите количество искомого.
5. Переведите в массу, объём или число частиц.
6. Запишите ответ с единицами.

Ключевое: все расчёты по уравнению — через моли, а не через граммы. Коэффициенты в уравнении показывают соотношение молей.

Типичные ошибки

• Неверно посчитана молярная масса (забыли индекс).
• Соотношение берут по массам, а не по молям.
• Не расставлены коэффициенты в уравнении.
• Масса раствора = масса воды (забыли прибавить вещество).
• Путают нормальные условия и другие.

Как тренироваться

• 10 задач на n = m/M и V = n · Vₘ.
• 10 задач на массовую долю.
• 15–20 задач по уравнениям.
• Всегда — с записью «Дано», уравнением и единицами.

Если химические задачи «не идут», чаще всего дело в пропорциях и понимании моля. Репетиторы по химии в «Котангенсе» разбирают задачи по шагам. Онлайн, от 800 ₽ за урок. Подробнее — на странице репетитора по химии для 9 класса.