Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы




Скачать 131.64 Kb.
НазваниеЗанятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы
Дата публикации25.12.2013
Размер131.64 Kb.
ТипДокументы
5-bal.ru > Математика > Документы
Занятие 1. Разновидности заданий С5 в ЕГЭ по химии. Важнейшие расчетные формулы.

Здравствуйте, уважаемые ребята. Данный мастер-класс будет посвящен решению задач на вывод формул. В основном, мы сконцентрируем внимание на нахождении формул органических веществ, хотя в некоторых заданиях будем затрагивать и неорганику. Задачи на вывод формул, которые предлагаются в ЕГЭ, не являются сложными, однако процент их выполнения не так уж и высок: от 20% (в 2009 г) до 52% (в 2012 г). Для успешного решения этих задач нужно знать всего несколько приемов, о которых мы и будем говорить в рамках мастер-класса.

Итак, начнем с рассуждения, что значит установить молекулярную формулу вещества? Это значит – установить качественный и количественный состав молекулы. Качественный состав, как правило, следует из условия задачи, то есть очевиден в большинстве задач, в некоторых задачах приходится определять, входил ли кислород в состав сгоревшего органического вещества. Количественный состав молекулы задаётся через: 1. Соотношение числа атомов в молекуле.

2. Молярную массу вещества.

Вот эти две величины в задачах даются в завуалированном виде. Если в задаче задается и соотношение атомов в молекуле и молярная масса вещества, то условие считается полным, если что-то одно – неполным. Но это не значит, что на основании только одной величины нельзя установить истинную формулу вещества. Например, молярную массу 16 г/моль имеет только одно органическое вещество – метан. А соотношение числа атомов углерода и водорода 1: 3 возможно только в одном углеводороде – этане. В неорганике соотношение числа атомов в молекуле в большинстве случаев указывает на истинную формулу вещества: например, если число атомов водорода, серы и кислорода соотносятся как 2:1:4, то это серная кислота. Правда, некоторые неорганические соединения также могут существовать в виде димеров (N2O4, P4O6, P4O10), тримеров (S3O9) и других олигомеров, и для вывода их истинной формулы необходимо знать молекулярную массу.

По мере объяснения материала, вам будут предложены задачи для решения. Решать их надо кратко, но с пояснениями.

КАК МОЖЕТ БЫТЬ ПРЕДСТАВЛЕНА МОЛЯРНАЯ МАССА ВЕЩЕСТВА В ЗАДАЧЕ?

1. Сравнением с числом или с молярной массой другого вещества.

2. Через плотность.

3. Через относительную плотность.

4. Через одновременное указание массы и объема порции вещества.

5. Через указание количества (массы, объема) реагента или продукта реакции, который участвует в одной реакции с определенной массой искомого вещества.

1. Сравнением с числом или с молярной массой другого вещества.

Например, в условии может быть указано, что молярная (или относительная молекулярная) масса больше, меньше или такая же, как у…(какого-нибудь вещества); или, что молярная (или относительная молекулярная) масса больше, меньше или равна числу. Возможны такие варианты: относительная плотность или плотность такая же (в несколько раз больше/меньше) чем у известного вещества, равенство плотностей говорит о равенстве молярных масс.

Задача 1. Предложите формулу спирта, молярная масса которого в 2 раза превышает молярную массу самого лёгкого углеводорода (1 балл).

Задача 2. Предложите формулы двух неорганических веществ, плотность которых равна плотности пропана (1 балл).

Задача 3. Предложите формулы 4 газообразных веществ, молярная масса которых равна 28 г/моль (2 балла).

Задача 4. Установите структурную формулу сложного эфира, плотность паров которого по воздуху равна плотности паров по воздуху уксусной кислоты (1 балл).

Задача 5*. Приведите структурную формулу углеводорода, газообразного при температуре ниже 20oC, молярная масса которого превышает молярную массу бутана (2 балла).
2. Молярная масса может задаваться через плотность. Если искомое вещество является газообразным при нормальных условиях, и плотность дается при нормальных условиях, то молярная масса находится по формуле: М = ρ∙Vм

Если вещество становится газообразным при повышенной температуре или пониженном давлении. То для расчета молярной массы используется уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV = υRT, где υ = m/M; PV = (m/M) RT

Нужно помнить, что в этой формуле используются единицы измерения СИ: кг, м3, Па, оК, кг/моль.

R = 8,314 Дж/моль∙К

Для перевода используются следующие сведения:

1 атм = 760 мм рт.ст. = 101325 Па

ToК = 273 + toC

Пример: плотность паров предельной одноосновной кислоты при температуре 150оС и давлении 80 кПа составляет 1,683 г/л. Определите молярную массу кислоты и ее формулу.

Решение:

  • Начать решение этой задачи можно с преобразования уравнения Менделеева-Клапейрона:

PV = (m/M) RT, выразим М: М = mRT / PV; m/V=ρ, следовательно: М = ρRT / P

Переведем единицы измерения в СИ: ToК = 273 + 150oC = 423К; Р = 80000 Па; ρ = 1,683 кг/м3

Подставим данные в формулу М = 1,683∙ 8,314∙ 423/80000 = 0,074 кг/моль = 74 г/моль

Это пропионовая кислота С2Н5СООН

  • Можно было исходить из физического смысла плотности:

1 л (10–3 м3) имеет массу 1,683 г (1,683∙10–3 кг), и подставить эти значения в формулу

М = m RT / PV; М = 1,683∙10–3 ∙ 8,314∙ 423/80000∙10–3. Понятно, что ответ получится такой же.

Задача 6. Плотность газа при нормальных условиях равна 0,759 г/л. Определите его молярную массу и предложите формулу (1 балл).

Задача 7. Определите молярную массу углеводорода и предложите его молекулярную формулу, если известно, что при 100оС и при давлении 90 кПа его плотность составляет 2,903 г/л (2 балла).
3. Молярная масса может задаваться через относительную плотность.

Относительная плотность первого газа по второму равна отношению молярной массы первого газа к молярной массе второго газа: DГ21) = М(Г1)/М(Г2)

Второй газ известен, а первый является искомым: М(Г1) = DГ21) ∙ М(Г2)

Для расчетов нужно помнить, что М(воздуха) = 29 г/моль

Задача 8. Предложите формулы двух органических веществ, относительная плотность которых по воздуху 1,0345 (1 балл).
4. Молярная масса может задаваться через одновременное указание массы и объема порции вещества.

Если условия нормальные, то можно воспользоваться пропорцией m/M = V/VM, из которой

M = m ∙VM/V

При других условиях можно воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона, или объединенным газовым законом: P0V0/T0 = PV/T, где P0,V0,T0 – давление, объем и температура при н.у. В этой формуле допустимо использование несистемных единиц измерения для объема и давления, но температура используется только в Кельвинах.

Например, 3 г органического вещества при 120оС и давлении 95кПа занимают объем 1,72 л. Определите его молярную массу.

  • Можно решить задачу подстановкой в уравнение Менделеева-Клапейрона М = m RT / PV;

М = 310–3 ∙ 8,314∙ 393/95000∙1,72∙10–3 = 0,05999 кг/моль = 60 г/моль

  • Можно перевести данный объем в объем при н.у. с помощью объединенного газового закона:

P0V0/T0 = PV/T; 101,324 ∙V0/273 = 95 ∙1,72/393; V0 = 1,12 л

Полученное значение подставить в формулу: M = mVM/V; М = 3 ∙22,4/1,12 = 60 г/моль

Задача 9. 1,3 г некоторого углеводорода при 87оС и давлении 100 кПа занимают объем 0,5 л. Определите молярную массу углеводорода, предложите его молекулярную формулу (2 балла).
5. Молярная масса может задаваться через указание количества (массы, объема) реагента или продукта реакции, который участвует в одной реакции с определенной массой искомого вещества. Тогда нахождение молярной массы производится по уравнению реакции.

Например: 1,3 г алкина может максимально присоединить 2,24 л водорода. Определите молярную массу алкина.

Составим уравнение реакции в общем виде: CnH2n-2 + 2H2 →CnH2n+2

Из уравнение следует, что 1 моль алкина присоединяет 2 моль водорода

М (алкина) ……….. 44,8 л водорода

1,3 г (алкина) ………. 2,24 л водорода,

Из этой пропорции: М (алкина) = 44,8 ∙ 1,3 /2,24 = 26 г/моль
Задача 10. При взаимодействии 2,9 г одноатомного спирта с избытком натрия выделилось 0,56 л водорода (н.у.). Установите молярную массу спирта. Предложите его молекулярную формулу и две структурных (2 балла).
КАК МОЖЕТ БЫТЬ ПРЕДСТАВЛЕНО СООТНОШЕНИЕ ЧИСЛА АТОМОВ В МОЛЕКУЛЕ?


  1. Через указание класса вещества

  2. Через мольные доли элементов в веществе

  3. Через массовые доли элементов в веществе

  4. Через количества (массы, объемы) продуктов сгорания /окисления вещества

  5. Через количества (массы, объемы) реагентов и (или) продуктов, участвующих в реакции с искомым веществом.


1. Соотношение числа атомов в молекуле может быть задано через указание класса вещества. В общей формуле класса вещества указываются индексы, которые и показывают это соотношение. Вот некоторые общие формулы классов веществ:


Класс

Общая формула

Класс

Общая формула

Алканы

CnH2n+2

Предельные одноатомные спирты и простые эфиры

CnH2n+2О

Алкены и циклоалканы

CnH2n

Предельные многоатомные спирты

CnH2n+2Ох

Алкины и алкадиены

CnH2n-2

Предельные альдегиды и кетоны

CnH2nО

Предельные гомологи бензола

CnH2n-6

Предельные одноосновные карбоновые кислоты и сложные эфиры

CnH2nО2

Предельные амины

CnH2n+3N

Предельные моноаминомонокарбоновые кислоты и предельные нитросоединения

CnH2n+1О2N


Иногда в задачах приходится выводить формулы веществ, не относящихся к перечисленным классам. Тогда общую формулу класса веществ нужно вывести самостоятельно. Это можно сделать двумя способами.

1 способ – на основе структурной формулы любого представителя данного класса. Например, нужно вывести формулу двухосновной карбоновой кислоты, содержащей непредельный радикал с двумя двойными связями. Изобразим структурную формулу представителя данного класса:

НООС-СН=СН-СН=СН-СООН, выведем молекулярную формулу: С6Н6О4.

Если индекс при С, равный 6, принять за n, то индекс при водороде, равный 6, можно выразить как 2n-6, число атомов О будет равно 4 в любой двухосновной кислоте. Следовательно, общая формула CnH2n-6О4

2 способ – на основе предельной формулы CnH2n+2. Для того, что бы рассчитать, сколько нужно вычесть из нее водорода, складываем число π-связей и циклов в формуле, умножаем на 2. Если в составе вещества был азот, то на каждый атом азота прибавляет 1 атом водорода.

О=С-СН=СН-СН=СН-С=О

НО ОН

Рассмотрим на том же примере. В данной формуле 4 π-связи, циклов нет, азота нет, значит, из предельной формулы нужно вычесть 4 ∙ 2 = 8 атомов водорода. CnH2n+2-8 = CnH2n-6. Осталось добавить в формулу 4 атома кислорода - CnH2n-6О4.

Разберем еще несколько примеров. адамантан.jpg

Это адамантан – полициклический предельный углеводород. Выведите общую формулу всех его предельных гомологов.

Как определить количество циклов в веществе? Для этого надо посчитать, сколько минимально связей нужно разорвать, чтобы вещество стало нециклическим. На следующем рисунке я убрала 3 связи, теперь вещество не содержит циклов. Следовательно, это был предельный трицикл. Значит, из предельной формулы CnH2n+2 нужно вычесть 3∙ 2 = 6 атомов водорода, CnH2n+2-6 = CnH2n-4.адамант.jpg

Можно было бы пойти от частного – молекулярной формулы самого адамантана: пересчитать количество атомов углерода (число углов в графической формуле) и водорода (по числу недостающих до 4 каждому углероду связей): С10Н16. Если индекс при С, равный 10, принять за n, то индекс при водороде, равный 16, можно выразить как 2n-4, следовательно, общая формула CnH2n-4.

Еще один пример: выведите формулу предельной диаминодикарбоновой кислоты. В карбоксильных группах содержится 2 π-связи, следовательно из предельной формулы будем вычитать 2 ∙ 2 = 4, в молекуле содержится 2 атома азота, на каждый из них прибавляет по 1 атому водорода . Значит, общая формула будет CnH2n+2-4+2N2O4 или CnH2nN2O4

На заметку: в нитрогруппе только 1 π-связь.

Задача 11. Установите общую формулу тринитропроизводных бензола с предельными радикалами двумя способами (2 балла).

Часто в задачах на вывод формул требуется выразить в общем виде молярную массу вещества. Для этого число атомов каждого элемента умножается на его атомную массу. Например, выразим молярную массу дикарбоновой кислоты с двумя двойными связями в радикале. Общую формулу таких кислот мы вывели: CnH2n-6О4. М(CnH2n-6О4) = 12∙ n + 1∙ (2n – 6) + 4∙16 = 14n + 58. Приравнивая молярную массу конкретного вещества к молярной массе, выраженной в общем виде, можно вывести формулу этого вещества.

Пример: Плотность паров циклоалкена по кислороду равна 2,125. Определите его молекулярную формулу.

Решение: Циклоалкен содержит 1 π-связь и один цикл. Значит, его общая формула CnH2n+2-4 или CnH2n-2. Молярная масса циклоалкена в общем виде: М = 12n + 2n – 2 = 14n – 2. Молярная масса искомого циклоалкена М = 32 ∙ 2,125 = 68 г/моль; 14n – 2 = 68; n = 5.

Ответ: C5H8

Задача 12. Плотность паров некоторого диаминоалкана по этану равна 2. Определите формулу диаминоалкана (2 балла).

Об остальных способах представления соотношения числа атомов в молекулах мы поговорим на следующих занятиях.
ЗАДАНИЕ 1. Z-1

Уважаемые ребята! 12 задач, выделенных синим шрифтом – это ваше домашнее задание. Каждая задача оценивается в то количество баллов, которое указано в скобках после текста задачи. Решения можно оформлять в печатном виде, можно писать от руки, затем фотографировать или сканировать и вставлять в общий документ WORD. Чтобы размер файла не был чрезмерно большим, изображения нужно обрезать по размерам текста и сжимать.

Не забывайте в самом документе указывать свою фамилию и инициалы, номер задания.

Документ сохраняется в файле с именем Familija-Z1, например: Ivanova-Z1. Работы отправляются электронной почтой на адрес natalya_bagrova@mail.ru, с обязательным указанием в Теме письма слов "домашнее задание №1" и указанием номера задания. (Например: домашнее задание №1,). Если Вы в течение суток не получили подтверждения о получении своего задания, отошлите его еще раз.

Контрольный срок выполнения задания №1 до 21-00 мск вр, 4 марта 2013 г (понедельник).

Проверяются и засчитываются только те работы, которые присланы в срок.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы icon«Алкены»
Чащихся об особенностях строения, изомерии и номенклатуре алкенов, способах промышленного и лабораторного получения и химических...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы icon"Решение заданий егэ по измерению информации"
В настоящее время на вступительных экзаменах по информатике есть много заданий по теме “единица измерения информации ”. Цель данного...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconРешение заданий егэ по теме измерение информации
В настоящее время на вступительных экзаменах по информатике есть много заданий по теме “единица измерения информации ”. Цель данного...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconЛитература изменений нет
Структура и содержание заданий егэ регламентируются кодификаторами элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconРабочая программа пропедевтического курса химии 7 класса разработана...
...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconПрактикум по подготовке к егэ по математике 11класс
Обобщение изученного материала по теме, формирование умений применять логарифмическую функцию к решению заданий егэ

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconПлан подготовки к егэ по математике на 2012-2013 учебный год
Организация работы по решению заданий из сборника егэ и проверки деятельности учащихся

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconЕгэ. Получу ли я справку о том, что прослушал 11-летний курс?
Этот вопрос. При выполнении заданий с кратким ответом (тип заданий В) записывать ответы в бланк ответов следует в точном соответствии...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconСписок Интернет-ресурсов в помощь при подготовке к егэ
Пробные варианты егэ по всем предметам с ответами и пояснениями, а также упражнения на выполнение отдельных типов заданий из раздела...

Занятие Разновидности заданий С5 в егэ по химии. Важнейшие расчетные формулы iconИнтернет-ресурсы по подготовке к егэ и гиа
Федеральный институт педагогических измерений (фипи). Особенно обратите внимание на раздел «Открытый сегмент фбтз» – это система...


Учебный материал


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
5-bal.ru