Презентация

Мастер – класс
учителя химии
муниципального бюджетного общеобразовательного
учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 16
с углубленным изучением отдельных предметов»
г. Старый Оскол
ИВАНОВОЙ
ОКСАНЫ
ВЛАДИМИРОВНЫ
28.11. 2012
Практическое занятие
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
ЧАСТИ С-5
Два основных достояния
человеческой
природы –
это ум и рассуждение
Плутарх
Логика
учебного
материала,
требующего
различных
умственных
операций
Умение
учащихся
осуществлять
умственные
действия
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
DB(A) = M(A)/M(B)
M(A) = DB(A) . M(B)
• формулы, связывающие количество вещества с
массой и объёмом
n = m/M; m = nM
n = V/ Vm ; V = nVm
• формулы, связывающие плотность вещества с
объёмом и массой, молярным объёмом и массой
ρ = m/V = nM/nVm = M/Vm; M = ρ Vm
Класс органических веществ
Общая молекулярная формула
Алканы
CnH2n+2
Алкены
CnH2n
Алкины
CnH2n−2
Алкадиены
CnH2n−2
Гомологи бензола
CnH2n−6
Предельные одноатомные спирты
CnH2n+2O
Многоатомные спирты
CnH2n+2−x(OH)x
Предельные альдегиды
CnH2nO
Кетоны
CnH2nO
Фенолы
CnH2n−6O
Предельные карбоновые кислоты
CnH2n+1CОOH
Сложные эфиры
CnH2nO2 ; CnH2n+1–C–O–CmH2m+1
Амины
CnH2n+3N ; СnH2n+1NH2
Аминокислоты (предельные
одноосновные)
CnH2n+1NO2
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 СН2 , то молярная масса будет
отличаться на 14 г/моль.
Рассчитываем относительную молекулярную массу диенового
углеводорода:
Мдиена = DМвозд. = 1.38 . 29 г/моль = 40 г/моль
Первым членом гомологического ряда диеновых
углеводородов является пропадиен С3Н4, его молярная масса
равна 40. Это и есть искомый углеводород.
Решение 2.
Использование общей формулы гомологического
ряда
Общая формула ряда диеновых углеводородов
СnH2n-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 С3Н4.
Задача 2. Установите молекулярную формулу
вторичного амина, если его плотность по
воздуху 2,517.
Решение 1. Подбор
Мамина = DМвозд = 2,517 . 29 = 73
Первый член гомологического ряда вторичных
аминов диметиламин.
М ((СН3)2NН) = 45 г/моль
Молярная масса искомого амина отличается на
73-45 = 28 г/моль, т.е. на две группы СН2
Следовательно, искомая формула C4H11N.
Решение 2.
Общая формула аминов предельного ряда
CnH2n+3N, значит, молярная масса составляет
14n + 3 + 14 = 73.
Решая уравнение, получаем n = 4,
т.е. молекулярная формула амина C4H11N.
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 CnH2n-1(OH)3 .
На водород приходится 2n – 1 + 3 = 2n + 2 единиц
массы, что составляет по условию 10%. Остальные
90% приходятся на углерод и кислород, т.е. на
12 n + 16 . 3 = 12 n + 48. Составляем пропорцию
12 n + 48 — 90%
2n + 2 — 10%, откуда n = 5,
молекулярная формула спирта C5H9(OH)3
Задача 2. Установите молекулярную формулу сложного эфира, имеющего такую же плотность паров по воздуху, как и предельная одноосновная кислота, содержащая 53, 33% кислорода.
Решение.
Так как Dвозд(к-ты)= Dвозд(эфира), то М(к-ты)= М (эфира),
кислота и сложный эфир являются изомерами.
Общая формула предельных одноосновных кислот
CnH2n+1СООН. Молярная масса двух атомов кислорода
составляет 32 г/моль или 53,33%. На углерод и водород
приходится 100 - 53,33 = 46,67%.
Составляем пропорцию
32
— 53,33%
(14n + 1 + 13) — 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 CnH2n+1N H2 содержит один
моль атомов азота. При сгорании образовалось
n (N2) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль или 0,2 моль
атомов азота. Следовательно, n(CnH2n+1N H2) = 0,2 моль.
Из формулы n = m/М определяем молярную массу амина:
М(CnH2n+1N H2) = 9 г/ 0,2 моль = 45 г/моль.
Составляем уравнение: 14 n + 1 + 16 = 45; n = 2.
Молекулярная формула амина C2H5N H2, 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 (СО2) = 22,4 л/ 22,4 л/моль = 1 моль,
n(С) = n(СО2) = 1 моль.
Определяем количество вещества водяных паров и
водорода: n(Н2О) = 22,5 г/ 18 г/моль = 1,25 моль.
Так как в молекуле воды два атома водорода, то
n(Н) = 2n(Н2О) = 2,5 моль.
Из уравнения реакции горения спирта
CnH2n+1ОН + (3 n + 1)/2 О2 → n СО2 + (n + 1) H2О
Следует, что n (СО2) : n (Н2О) = n : (n + 1)
1 : 1,25 = n : (n + 1),
т.е. n = 4, спирт C4H9О 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 (СО2) = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль, n(С) = n(СО2) = 1,5 моль.
n(Н2О) = 27 г / 18 г/моль = 1,5 моль, n(Н) = 2n(Н2О) = 3 моль.
Находим количественные отношения.
n (С) : n(Н) = 1,5 : 3 = 1 : 2, простейшая формула вещества CH2.
М(CH2) = 14 г/моль.
По условию задачи, Мвещ = DМаргона = 1,05 . 40 г/моль = 42 г/моль.
Мвещества/ М(CH2) = 42 г/моль/ 14 г/моль = 3, следовательно,
молекулярная формула вещества C3H6 .
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 (СО2) = 0,448 л/ 22,4 л/моль = 0,02 моль,
n(С) = n(СО2) = 0,02 моль;
n(Н2О) = 0,63 г/. 18 г/моль = 0, 035 моль,
n(Н) = 2n(Н2О) = 0,07 моль;
n (N2) = 0,112 л / 22,4 л/моль = 0,005 моль; n(N) = 2 n (N2) =
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 C2H7N.
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 (СО2) = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль
n(С) = n(СО2) = 1,5 моль
Определяем количество вещества воды и водорода:
n(Н2О)= 27 г / 18 г/моль= 1,5 моль, n(Н) = 2n(Н2О) = 3 моль
Находим количественные отношения:n (С) : n(Н) = 1,5 : 3 = 1 : 2,
простейшая формула вещества CH2; М(CH2) = 14 г/моль
По условию задачи Мвещ.= DМаргона = 1,05 . 40 г/моль = 42 г/моль
Мвещ./ М(CH2) = 42 г/моль/ 14 г/моль = 3, следовательно,
молекулярная формула вещества C3H6 .
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 (СО2) = 0,448 л/ 22,4 л/моль = 0,02 моль, n(С) = n(СО2) = 0,02 моль.
Определяем количество вещества воды и водорода:
n(Н2О) = 0,63 г/ 18 г/моль = 0, 035 моль,
n(Н) = 2n(Н2О) =0,07 моль;
Определяем количество вещества азота: n (N2) = 0,112 л / 22,4 л/моль
= 0,005 моль; n(N) = 2 n (N2) = 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 C2H7N, М(C2H7N)=
45г/моль
Мвещ.= DМазота= 1,607. 28 г/моль =45 г/моль, значит,
C2H7N – 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 CnH2n+1О H + 2 Na → 2 CnH2n+1ОNa + H2
Определяем количество выделившегося водорода:
(Н2) = V/Vm = 2,8л/22,4 л/моль = 0,125 моль
Из уравнения реакции следует, что n(CnH2n+1О H) = 2 n(Н2) = 0.25моль
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 + 1 + 17 = 88, n = 5
Формула спирта C5H11О 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:
CnH2n+1О H + CuO → CnH2nO + Cu + H2O
Из уравнения реакции следует, что количества веществ
альдегида и меди одинаковы.
n (Cu) = m/М = 8,65г/ 64 г/моль = 0,135 моль = n(CnH2nO)
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 C4H9ОH .
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______________