Семинар - практикум «Решение олимпиадных задач по химии»

Для решения любой химической задачи необходимо владеть: собственно химическими знаниями (строение и свойства тех веществ, о которых идет речь), приемами решения этого типа задач (они универсальны и не зависят от уровня химической сложности).

Анализ олимпиадных заданий по классам 8 класс 1. Задачи на смеси. 2. Осуществить превращения. 3.Окислительно-восстановительные реакции. 4. Электролитическая диссоциация. Реакции ионного обмена. 5. Растворы (смешение растворов, изменение концентрации). Массовая доля компонента раствора. Объемная доля растворенного вещества. Молярная концентрация. 6.Растворимость. 7. Плотность смеси. 8. Определение химической формулы вещества. 9. Решение задач с составлением одной пропорции. 10. Решение задач с составлением двух пропорций. 11. Решение качественных задач по определению веществ (практический тур).

9 класс 1. Задачи на смеси. 2. Растворимость. Кристаллогидраты. 3. Определение одного или нескольких веществ в цепочках превращений. 4.Изотопы. 5. Задачи на олеум. 6. Расчеты с использованием разности масс реагентов и продуктов реакции. (Пластинка). 7. Электролиз. 8. Изомеры и номенклатура углеводородов. 9. Гомологи углеводородов. 10. Определение формулы неизвестного вещества с использованием количественных данных. 11. Осуществить превращения.

10 класс 1. Разнообразные задачи на смеси. 2. Определение формулы неизвестного вещества. 3. Определение одного или нескольких веществ в цепочках превращений. 4. Задачи на проведение расчетов и качественный анализ. 5. Решение задач с составлением одной пропорции. 6. Решение задач с составлением двух и более пропорций. 7. Растворы. Растворимость. Кристаллогидраты. 8. Изотопы. 9. Электролиз. 10. Химические свойства углеводородов и кислородсодержащих органических соединений.

11 класс 1. Разнообразные задачи на смеси. 2. Определение формулы неизвестного вещества. 3. Определение одного или нескольких веществ в цепочках превращений. 4. Решение задач с составлением одной пропорции. 5. Решение задач с составлением двух и более пропорций. 6. Растворы. Растворимость. Кристаллогидраты. 7. Ионные равновесия. 8. Изотопы. 9. Осуществить превращения. 10. Термодинамические расчеты.

Задача 1. Специальный сосуд по очереди заполняли газами ( при н.у.) и взвешивали. Масса сосуда, заполненного углекислым газом, азотом и неизвестным газом А составляла 48,8 г., 45,6 г., 48 г. Определите молярную массу неизвестного газа А.

1. Запишем краткое условие задачи m 1 =48,8 г. m 2 = 45,6 г., m 3 = 48 г. M (A) - ? 2. Запишем расчетную формулу (1) для определения молярной массы и формулу (2) для нахождения массы вещества M= m ν (1) m = ν· M (2) 3. Вычисляем молярную массу азота и углекислого газа M ( N 2 ) = 28 г/моль M ( CO 2 ) = 44 г/моль

4. Обозначим через х массу сосуда, через у количество газа в сосуде. Так как газы занимали один и тот же объем, их количества одинаковы. m (сосуда) = x ν (СО 2 ) = ν (N 2 ) = ν (А)= у 5. Выразим через у массы углекислого газа и азота, используя формулу (2) m (CO 2 ) = 44 у m (N 2 ) = 28 у

6. Составим систему уравнений, учитывая, что масса сосуда, заполненного газом, равна сумме масс сосуда и газа х + 44у = 48,8 х + 28у = 45,6 х = 40; у = 0,2 7. Вычисляем массу неизвестного газа m ( А) = 48 г. – 40 г. = 8 г. 8. Вычисляем молярную массу неизвестного газа по формуле (1) M( А) =8 г. / 0,2моль = 40 г/моль 9. Запишем ответ Ответ: M( А) = 40 г/моль

Задача 2 Вычислите относительную плотность по азоту смеси газов, состоящей из бутана С 4 Н 10 и углекислого газа, если в этой смеси на три атома углерода приходится один атом кислорода.

1. Запишем кратко условие задачи ν (С): ν (О) = 3:1 D смеси / N 2 -? 2. Запишем расчетную формулу (1) для определения относительной плотности газа и формулу (2) для определения средней молярной массы смеси. М 1 D = (1) М 2 ν 1 *М 1 +…+ν n *M n М (ср.) = (2) ν 1 +…+ ν n

3. Найдем молярные массы бутана, углекислого газа и азота M (C 4 H 10 ) = 58 г/моль M (CO 2 )= 44 г/моль M (N 2 ) = 28 г/моль 4. Запишем количество атомов углерода, приняв, что смесь содержит один моль атомов кислорода ν (О)= 1 моль ν (С)= 3 моль 5. Вычислим количество СО 2, учитывая, что СО 2 содержит один моль атомов кислорода ν (О) 1 моль ν(СО 2 ) = = = 0,5 моль 2 2

6. Запишем количество атомов С, содержащихся в СО 2 ν 1 (С)= ν(СО 2 )= 0,5 моль 7. Вычислим количество атомов углерода в бутане ν 2 (С) = 3 моль - 0,5 моль = 2,5 моль 8. Вычисляем количество бутана, учитывая, что молекула содержит 4 атома углерода С ν (С) 2,5 моль ν (C 4 H 10 ) = = = 0,625 моль 4 4

9. Вычисляем среднюю молярную массу смеси бутана и СО 2 по формуле m (см.) М (ср.) = (2) ν (см.) 0,625 моль*58г/моль 0,5 моль*44г/моль М (ср) = _____________________ + __________________ = 51,78 ( 0,625+0,5)моль (0,625+0,5)моль г/ моль 10. Вычисляем относительную плотность смеси газов по азоту по формуле: М 1 D = (1) М 2 D смеси / N 2 = 51,78г/моль / 28 г/моль = 1, Запишем ответ Ответ: D смеси / N 2 = 1,85

Задача 3 Газ полученный прокаливанием 9,8г бертолетовой соли, смешан с газом, полученным на аноде в результате полного электролиза 22,2 г.расплава хлорида кальция. Полученную смесь газов пропустили через 400 г. горячего едкого натра, с массовой долей вещества 2%. Определите, какие вещества содержатся в полученном растворе, какова массовая доля каждого из них, а также состав оставшейся газовой смеси (объемные доли).

22,2г. эл-з х 1) CaCL 2 = Ca + Cl 2 111г. 71г. 9,8г. t х моль 2) 2 KClO 3 =2KCl + 3O 2 ν (О 2 ) = 0,12 моль 245г. 3 моль 3) m (NaOH) = 400*0,02 = 8 г.

0.2 моль х моль х 1 моль х 2 моль 6 NaOH + 3 Cl 2 = 5 NaCl + NaClO H 2 O 6 моль 3 моль 5 моль 1 моль ν (Cl 2 ) = 0,1 моль( вступило в реакцию m (Cl 2 ) = 7,1 г. ν (NaCl) = 0,167 моль m (NaCl) = 9,77 г. ν (NaClO 3 ) = 0,033 моль m (NaClO 3 ) = 3,51 г. m (NaOH) + m (Cl 2 ) = ,1 = 407,1 г.

9,77 W (NaCl)= * 100% = 2,4%; W(NaClO 3 ) = 0,863 % V(Cl 2 + O 2 ) = 7,168 л V(Cl 2 ) вступ в реак. с NaOН = 2,24 л V (смеси газов) = 7,168 – 2,24 = 4,928 л. V (О 2 ) = 0,12* 22,4 = 2,688 л. φ (Сl 2 ) = 2.24 ׃ 4,928 * 100% = 45,45% φ (О 2 ) = 2,688 ׃ 4,928 * 100 % = 54,55%

Задача 4 При сжигании гомолога бензола массой 0,92 г в кислороде получили оксид углерода (IV), который пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. При этом образовался осадок массой 7 г. Определите формулу углеводорода и назовите его.

1. Записываем уравнение реакции Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O 2. Определяем количество вещества CaCO 3 m (CaCO 3 ) 7 ν (CaCO 3 ) = = моль = 0,07 моль М (СаСО 3 ) Из уравнения реакции следует: ν (СО 2 ) = ν (СаСО 3 ) = 0,07 моль 4. Вычисляем количество вещества атомарного углерода в СО 2 : ν (С) = ν (СО 2 ) = 0,07 моль

5. Определяем массу углерода: m (С) = 0,07 * 12 = 0,84 г 6. Находим массу водорода, который содержался в углеводороде: m (Н) = m (гомолога бензола) – m (С) = 0,92 – 0,84 = 0,08 г

7. Количество атомарного водорода составляет: m (Н) 0,08 ν (Н) = = моль = 0,08 моль М (Н) 1 8.Вычисляем отношение количеств веществ углерода и водорода в веществе: ν (С) / ν (Н) = 0,07 / 0,08 = 0, Представляем формулу гомолога бензола в виде С х Н 2х-6, следовательно, х / 2х-6 = 0,875. Отсюда х = 7,т.е. С 7 Н 8 С 6 Н 5 СН 3 – толуол.

Задача 5 Газовая смесь, полученная при гидролизе смеси карбидов кальция и алюминия, в 1,6 раза легче кислорода. Вычислите массовые доли карбидов в исходной смеси.

Задача 6 В шести пронумерованных пробирках находятся растворы : сульфата натрия, гидроксида натрия, хлорида бария, сульфата цинка, азотной кислоты и карбоната натрия. Используя только эти растворы в качестве реактивов, определите, в какой из пронумерованных пробирок какое вещество находится.

Раство ры Na 2 SO 4 NaOHBaCl 2 ZnSO 4 HNO 3 Na 2 CO 3 Na 2 SO NaOH----- BaCl 2 -- ZnSO HNO Na 2 CO

Обзор типичных задач по химии при подготовке к ЕНТ 1. Расчеты по химическим формулам. Вычисление массовых долей элементов (%) по формулам веществ. Вычисление массы определенного количества вещества и количества вещества, соответствующего определенной массе. Вычисление масс и объемов газов при нормальных условиях.

Законы идеальных газов. Объемная доля. Вычисление относительной плотности газов. Вычисление массовой доли (%) и массы вещества в растворе. ( В воде массой 40 г растворили железный купорос FeSO 4 · 7H 2 O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа (II) в полученном растворе.) Объемная доля растворенного вещества. Молярная концентрация. (В 0,5 л раствора хлорида натрия содержится 5,85 г хлорида натрия. Определите молярную концентрацию.)

2. Скорость химических реакций и химическое равновесие. 3. Гидролиз солей. 4. Электролиз. Расчетные задачи. 5.Вывод химических формул. Нахождение простейшей химической формулы вещества по массовым долям элементов. Нахождение молекулярной формулы газообразного вещества по массовым долям элементов и относительной плотности его по другому газу.

Нахождение молекулярной формулы газообразного вещества по продуктам сгорания. Нахождение простейшей химической формулы вещества по массовым отношениям элементов.