муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа 16 с углубленным изучением отдельных предметов» г. Старый Оскол Мастер – класс учителя химии ИВАНОВОЙ ОКСАНЫ ВЛАДИМИРОВНЫ

Практическое занятие РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ЧАСТИ С-5

Два основных достояния человеческой природы – это ум и рассуждение Плутарх

Умение учащихся осуществлять умственные действия Логика учебного материала, требующего различных умственных операций Освоение учебного материала

Для успешной подготовки к олимпиадам и сдачи экзамена по химии в форме ЕГЭ необходимо: планомерно повторять изученный материал; тренироваться в выполнении заданий различного типа; владеть информацией об особенностях процедуры проведения экзамена; знать как нужно организовать себя при выполнении экзаменационной работы; знать как можно проверить свою готовность к экзамену.

Причины затруднений в решении задач на вывод формулы вещества некорректное оформление; решение не математическим путем, а методом перебора; неверно составленная общая формула вещества; ошибки в уравнении реакции с участием вещества, записанного в общем виде.

Типы задач на определение формулы вещества определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества; определение формулы вещества по продуктам сгорания; определение формулы вещества по химическим свойствам.

Порядок действий при выполнении задания на определение формулы вещества внимательно изучите условия задачи; определите, с какими величинами предстоит проводить вычисления (вспомните их буквенное обозначение и единицы измерения); запишите данные задачи в виде кратких условий; выясните количественные отношения между данными задачи и искомыми величинами, определите последовательность всех этапов решения задачи;

запишите необходимые расчетные формулы, выражающие количественные отношения между исходными и искомыми величинами, при необходимости преобразуйте их и выразите искомую величину через исходные или табличные данные; если в условиях задачи говорится о взаимодей - ствии веществ, запишите уравнение реакции и уравняйте его с помощью коэффициентов; проведите необходимые вычисления, исполь - зуя при этом пропорции или расчетные формулы, проверьте размерности числовых значений применяемых величин; запишите ответ задачи.

Важнейшие формулы, необходимые для вычисления массовой доли элемента в соединении n * Ar(Э) w(Э) (в %) = *100%, Mr (вещества) молярной массы вещества по известной относительной плотности его паров по другому веществу D B (A) = M(A)/M(B) M(A) = D B (A). M(B)

формулы, связывающие количество вещества с массой и объёмом n = m/M; m = nM n = V/ V m ; V = nV m формулы, связывающие плотность вещества с объёмом и массой, молярным объёмом и массой ρ = m/V = nM/nV m = M/V m ; M = ρ V m

Класс органических веществОбщая молекулярная формула АлканыC n H 2n+2 АлкеныC n H 2n АлкиныC n H 2n2 АлкадиеныC n H 2n2 Гомологи бензолаC n H 2n6 Предельные одноатомные спиртыC n H 2n+2 O Многоатомные спиртыC n H 2n+2x (OH) x Предельные альдегидыC n H 2n O КетоныC n H 2n O ФенолыC n H 2n6 O Предельные карбоновые кислотыC n H 2n+1 CОOH Сложные эфирыC n H 2n O 2 ; C n H 2n+1 –C–O–C m H 2m+1 АминыC n H 2n+3 N ; С n H 2n+1 NH 2 Аминокислоты (предельные одноосновные) C n H 2n+1 NO 2

Решение задач на определение молекулярной формулы по относительной плотности газа и общей формуле класса органических веществ. Задача 1. Установите молекулярную формулу диена, относительная плотность паров которого по воздуху 1,38. Решение 1. Первый способ решения – подбор Зная молекулярную формулу первого члена гомологического ряда, можно определить его молярную массу. Так как каждый последующий член гомологического ряда отличается от предыдущего на группу атомов СН 2, то молярная масса будет отличаться на 14 г/моль. Рассчитываем относительную молекулярную массу диенового углеводорода: М диена = DМ возд. = г/моль = 40 г/моль Первым членом гомологического ряда диеновых углеводородов является пропадиен С 3 Н 4, его молярная масса равна 40. Это и есть искомый углеводород.

Решение 2. Использование общей формулы гомологического ряда Общая формула ряда диеновых углеводородов С n H 2n-2, значит, молярная масса составляет 14n – 2 = 40 (значение молярной массы рассчитано как в решении 1). Решив уравнение, получаем результат n = 3, т.е. искомый диеновый углеводород С 3 Н 4.

Задача 2. Установите молекулярную формулу вторичного амина, если его плотность по воздуху 2,517. Решение 1. Подбор М амина = DМ возд = 2, = 73 Первый член гомологического ряда вторичных аминов диметиламин. М ((СН 3 ) 2 NН) = 45 г/моль Молярная масса искомого амина отличается на = 28 г/моль, т.е. на две группы СН 2 Следовательно, искомая формула C 4 H 11 N.

Решение 2. Общая формула аминов предельного ряда C n H 2n+3 N, значит, молярная масса составляет 14n = 73. Решая уравнение, получаем n = 4, т.е. молекулярная формула амина C 4 H 11 N.

Решение задач на определение молекулярной формулы по массовой доле элемента известного класса органических соединений. Задача 1. Установите молекулярную формулу предельного трёхатомного спирта, массовая доля водорода в котором равна 10%. Решение. Общая формула предельных трёхатомных спиртов C n H 2n-1 (OH) 3. На водород приходится 2n – = 2n + 2 единиц массы, что составляет по условию 10%. Остальные 90% приходятся на углерод и кислород, т.е. на 12 n = 12 n Составляем пропорцию 12 n % 2n %, откуда n = 5, молекулярная формула спирта C 5 H 9 (OH) 3

Задача 2. Установите молекулярную формулу сложно- го эфира, имеющего такую же плотность паров по воз- духу, как и предельная одноосновная кислота, содержа- щая 53, 33% кислорода. Решение. Так как D возд (к-ты)= D возд (эфира), то М(к-ты)= М (эфира), кислота и сложный эфир являются изомерами. Общая формула предельных одноосновных кислот C n H 2n+1 СООН. Молярная масса двух атомов кислорода составляет 32 г/моль или 53,33%. На углерод и водород приходится ,33 = 46,67%. Составляем пропорцию 32 53,33% (14n ) 46,67%, откуда n = 1, молекулярная формула кислоты НСООН.

Решение задач на определение молекулярной формулы по известной массе сгоревшего вещества и известному объёму одного из образовавшихся продуктов, по продуктам сгорания веществ, содержащих кислород. Задача 1. При сгорании 9 г первичного амина выделилось 2,24 л (н.у.) азота. Определите молекулярную формулу амина, приведите название. Решение. Один моль амина C n H 2n+1 N H 2 содержит один моль атомов азота. При сгорании образовалось n (N 2 ) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль или 0,2 моль атомов азота. Следовательно, n(C n H 2n+1 N H 2 ) = 0,2 моль. Из формулы n = m/М определяем молярную массу амина: М(C n H 2n+1 N H 2 ) = 9 г/ 0,2 моль = 45 г/моль. Составляем уравнение: 14 n = 45; n = 2. Молекулярная формула амина C 2 H 5 N H 2, этиламин.

Задача 2. Предельный одноатомный спирт сожгли. В результате реакции получили 22,4 л (н.у.) углекислого газа и 22,5 г водяных паров. Определите молекулярную формулу исходного спирта. Решение. Определяем количество вещества углекислого газа и углерода: n (СО 2 ) = 22,4 л/ 22,4 л/моль = 1 моль, n(С) = n(СО 2 ) = 1 моль. Определяем количество вещества водяных паров и водорода: n(Н 2 О) = 22,5 г/ 18 г/моль = 1,25 моль. Так как в молекуле воды два атома водорода, то n(Н) = 2n(Н 2 О) = 2,5 моль. Из уравнения реакции горения спирта C n H 2n+1 ОН + (3 n + 1)/2 О 2 n СО 2 + (n + 1) H 2 О Следует, что n (СО 2 ) : n (Н 2 О) = n : (n + 1) 1 : 1,25 = n : (n + 1), т.е. n = 4, спирт C 4 H 9 О H

Решение задач на определение молекулярной формулы по продуктам сгорания веществ и известной относительной плотности Решение. Задача 1. При полном сгорании углеводорода образовалось 27 г воды и 33,6 л углекислого газа (н.у.). Относительная плотность углеводорода по аргону равна 1,05. Установите его молекулярную формулу. Решение n (СО 2 ) = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль, n(С) = n(СО 2 ) = 1,5 моль. n(Н 2 О) = 27 г / 18 г/моль = 1,5 моль, n(Н) = 2n(Н 2 О) = 3 моль. Находим количественные отношения. n (С) : n(Н) = 1,5 : 3 = 1 : 2, простейшая формула вещества CH 2. М(CH 2 ) = 14 г/моль. По условию задачи, М вещ = DМ аргона = 1, г/моль = 42 г/моль. М вещества / М(CH 2 ) = 42 г/моль/ 14 г/моль = 3, следовательно, молекулярная формула вещества C 3 H 6.

Задача 2. При сгорании газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н.у.) азота. Плотность исходного газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу этого вещества. Решение. Определяем количество вещества углекислого газа и углерода: n (СО 2 ) = 0,448 л/ 22,4 л/моль = 0,02 моль, n(С) = n(СО 2 ) = 0,02 моль; n(Н 2 О) = 0,63 г/. 18 г/моль = 0, 035 моль, n(Н) = 2n(Н 2 О) = 0,07 моль; n (N 2 ) = 0,112 л / 22,4 л/моль = 0,005 моль; n(N) = 2 n (N 2 ) = 2. 0, 005 моль = 0,01 моль m(N) = 0,01 моль. 14 г/моль = 0,14 г Находим количественные отношения: n (С) : n(Н) : n(N) = 0,02 : 0,07 : 0,01 = 2 : 7 : 1, т.е. молекулярная формула вещества C 2 H 7 N.

Решение задач на определение молекулярной формулы по продуктам сгорания веществ и известной относительной плотности Задача 1. При полном сгорании углеводорода образовалось 27 г воды и 33,6 л углекислого газа (н.у.). Относительная плотность углеводорода по аргону равна 1,05. Установите его молекулярную формулу. Решение. Определяем количество вещества углекислого газа и углерода: n (СО 2 ) = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль n(С) = n(СО 2 ) = 1,5 моль Определяем количество вещества воды и водорода: n(Н 2 О)= 27 г / 18 г/моль= 1,5 моль, n(Н) = 2n(Н 2 О) = 3 моль Находим количественные отношения:n (С) : n(Н) = 1,5 : 3 = 1 : 2, простейшая формула вещества CH 2 ; М(CH 2 ) = 14 г/моль По условию задачи М вещ. = DМ аргона = 1, г/моль = 42 г/моль М вещ. / М(CH 2 ) = 42 г/моль/ 14 г/моль = 3, следовательно, молекулярная формула вещества C 3 H 6.

Задача 2. При сгорании газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н.у.) азота. Плотность исходного газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу этого вещества. Решение Определяем количество вещества углекислого газа и углерода: n (СО 2 ) = 0,448 л/ 22,4 л/моль = 0,02 моль, n(С) = n(СО 2 ) = 0,02 моль. Определяем количество вещества воды и водорода: n(Н 2 О) = 0,63 г/ 18 г/моль = 0, 035 моль, n(Н) = 2n(Н 2 О) =0,07 моль; Определяем количество вещества азота: n (N 2 ) = 0,112 л / 22,4 л/моль = 0,005 моль; n(N) = 2 n (N 2 ) = 2. 0, 005 моль = 0,01 моль Находим количественные отношения: n (С) : n(Н) : n(N) = 0,02 : 0,07 : 0,01 = 2 : 7 : 1, т.е. простейшая формула вещества C 2 H 7 N, М(C 2 H 7 N)= 45г/моль М вещ. = DМ азота = 1, г/моль =45 г/моль, значит, C 2 H 7 N – истинная формула вещества

Решение задач на определение молекулярной формулы по уравнению реакции, характеризующему химические свойства вещества Задача 1. При взаимодействии 22 г предельного одноатомного спирта с избытком металлического натрия выделилось 2,8л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу спирта. Решение. В общем виде реакция взаимодействия спирта с натрием выглядит так: 2 C n H 2n+1 О H + 2 Na 2 C n H 2n+1 ОNa + H 2 Определяем количество выделившегося водорода: (Н 2 ) = V/V m = 2,8л/22,4 л/моль = 0,125 моль Из уравнения реакции следует, что n(C n H 2n+1 О H) = 2 n(Н 2 ) = 0.25 моль Из формулы n = m/М определяем молярную массу спирта: М = m/ n = 22 г/0,25 моль = 88 г/моль Составляем уравнение 12 n + 2 n = 88, n = 5 Формула спирта C 5 H 11 О H

Задача 2. При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определите молекулярную формулу исходного спирта. Решение. В общем виде реакция окисления спирта выглядит так: C n H 2n+1 О H + CuO C n H 2n O + Cu + H 2 O Из уравнения реакции следует, что количества веществ альдегида и меди одинаковы. n (Cu) = m/М = 8,65г/ 64 г/моль = 0,135 моль = n(C n H 2n O) Из формулы n = m/М определяем молярную массу альдегида: М = m/ n = 9,73 г / 0,135моль = 72 г/ моль Составляем уравнение 12 n + 2 n + 16 = 72, n = 4. Молекулы исходного спирта и полученного альдегида содержат одинаковое число атомов углерода, поэтому формула спирта C 4 H 9 ОH.

1.Сегодня узнал(а), что могу __________ 2.Уходя, я унесу с собой _____________ 3.Наибольший интерес у меня вызвал приём ________________ 4.Я считаю, что ________________ 5.Мне было трудно ______________ 6.Могу предложить______________