Алгоритмы решения расчётных химических задач
 Скачать 108.34 Kb.
|
| Алгоритмы решения расчётных химических задач Любая задача включает такие компоненты, как условия и требование. Решение задачи начинают с изучения её условия. В условиях расчётных задач всегда указывают числовое значение величин, называемое данными задач. В химических задачах данными могут быть не только числа, но и название химических элементов, соединений, химические формулы и уравнения. В таких случаях на основе этих данных следует определить значение физических и химических величин: степень окисления элементов, количество веществ, молярную массу и т. П. Важно предварительно выяснить, с какими величинами предстоит проводить расчёты, установить единицы измерения, записать формулу и уравнения реакции, о которых идёт речь в задачи. Обязательным компонентом задачи является требование. В расчётных требуется найти величины, называемые искомыми. В типовых задачах на нахождение молекулярных формул веществ искомая величина носит только качественных характер. На самом деле для того, чтобы вывести формулу, необходимо провести вычисления с целью определения соотношения атомов в молекуле, относительной молярной массы вещества и т. п. Таким образом химическая задача имеет, в отличии от математической, свою специфику, обусловленную тем, что химические знаки, формулы и уравнения содержат в скрытом виде определённые числовые данные. Для решения задачи необходимо выяснить отношения между данными задачи и искомой величиной, установить соответствующие им закономерности. На первоначальном этапе изучения химии целесообразно выполнение качественных задач и упражнений, которые помогут усвоить химический язык ( символы, формулы, уравнения и т.п.), правила написания формул и уравнений, теоретический и фактический материал. На последующих этапах изучения химии необходимо овладеть умениями решать расчётные задачи , используя на практике полученные знания. Решения расчётной задачи требует знаний математики, применения пропорций, использование линейных уравнений и неравенств. Применение алгоритмов при решении задач развивает умение логически мыслить, анализировать зависимости между величинами, выделять существенное в изучаемом, находить оптимальные пути решения задач, последовательно расчленять свои действия на «шаги», приводящие к нахождению искомой величины. С целью ускорения расчётов при решении однотипных задач необходимо широкое использование вычислительной техники. Программой средней общеобразовательной и профессиональной школы предусмотрено решение следующих типов расчётных задач:
Все указанные типы расчётных задач условно можно сгруппировать так:
При решении расчётных задач используют линейные по структуре алгоритмы. Приведём общий алгоритм решения расчётной задачи по химии.
ЗАДАЧИ НА СМЕСИ
4. Имеются смеси металлического Fе с оксидами Fе (II) и (III), для определения количественного состава смеси 1 г её обработали раствором НС1 и получили при этом 112 мл Н2 ( н.у.). Далее 1 г исходной смеси восстановили полностью Н2 и получили 0, 2115 г Н2О. Найдите массу оксида Fе (II) в 1г смеси. 5. Продукты, полученные при прокаливании S и Fе , растворили в НС1. Произошло полное растворение и выделилось 4,48л газа, который пропустили через раствор Рb (NO3)2, где выпало 23.9г осадка. Определить состав исходной смеси. 6. Взорвали 140 мл смеси Н2 и О2. После окончания реакции и приведении газов к н. у. (первоначальным) в сосуде осталось 20 мл Н2. Определить процентный состав исходной смеси. 7. 5 мл смеси N2 и Н2 пропустили над платиной, а затем через раствор НNО3 объёмом 46,3 мл и массовой долей кислоты 14% (þ =1,08 г/мл).Вычислите объёмную долю N2 в смеси.
КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ «ГАЛОГЕНЫ». 1. Хлор может быть получен действием серной кислоты на смесь оксида магня. Реакция протекает по уравнению : 2 NаС1 + МпО2 + 3 Н2SО4 = 2 Nа Н SО4 +МпSО4 + С12 + 2 Н2О. Какой объём хлора (н.у.) можно получить из 100г NаС1? 2. Плотность брома равна 3120кг/м³. Сколько грамм молей брома содержится в склянке вместимостью 200мл? 3. Определите молярную концентрацию С12 в хлорной воде, если после её разложения на свету на нейтрализацию 100 мл раствора потребовалось 0,4м раствора NаОН?
5. 800г NаС1 обработали Н2SО4. Выделившийся газ пропустили через воду, в результате чего получили 1л 20 % раствора соляной кислоты, плотность равна 1100 кг/м³. Определите объём выделившегося газа при н.у. 6. 300г иодида Nа растворили в воде и через полученный раствор пропустили 22,4л С12, в результате чего получили 254 г I2. Можно ли получить столько же I2, если заменить С12 таким же количеством Вr2? 7. 10 г смеси Мq и меди обработали 20% соляной кислотой, при этом выделилось 3,433 л водорода. Определить массовую долю металлов в смеси. 8. Определите массу порошка КМп О4 и объём раствора НС1 с W(НС1) = 34 процента (плотность равна 1,17 г/мл), если полученный при реакции между ними газ окислил 28 г порошка металлического Fе. РАСЧЁТЫ НА ПРОСТЕЙШУЮ МОЛЕКУЛЯРНУЮ И СТРУКТУРНУЮ ФОРМУЛЫ. 1. Определить химическую формулу соединения: Nа – 27,06%; N-16,47%; О – 57,47%; 2. Определить химическую формулу соединения состав которой С – 85,7% Н – 14.3% , а 0,5 моль имеет массу 14 г. 3 Определить химическую формулу вещества, при сжигании которого в О2 образовалось 3,6 мл воды и 2,24 л азота (н.у.). Относительная плотность паров исходного вещества по водороду равна 16. 4. В веществе А содержится водород и 83, 35% С. Определить простейшую и молекулярную формулу. 5. При сгорании 1,76 г вещества образовалось 3,52 гСО2 и 1,44 мл Н2О. Д по воздуха равна 1,52 . Определить молекулярную и структурную формулы. 6. Массовая доля водорода в углеводороде составляет 14,29 %. Выведите простейшую формулу углеводорода. 7. Некий углеводород плотностью 2,5 г/л не обесцвечивает КМпО4, при этом взаимодействие с водородом на платиновом катализаторе дает смесь двух веществ. Определите этот углеводород, зная , что W(С) равна 0,8571. 8. Некоторое количество ненасыщенного углеводорода под воздействием избытка раствора С12 в СС14 даёт 3.5г дихлорида, а при действии избытка Вr2 в СН2С12 (на тоже количество) даёт 5,28г дибромида. Какова структурная формула углеводорода. 9. При сжигании органического вещества состоящего из С и Н получилось 3,08 мг СО2 и 1,14 мг воды. Найти простейшую формулу. НА РАСТВОРИМОСТЬ 1. При 60˚ насыщенный раствор КNO3 содержит 52,4 % соли. Найти коэффициент растворимости соли при этой температуре. 2. При охлождении 300г 15% (по массе) раствора, часть растворённого вещества выпала в осадок и концентрация раствора стала равна 8%. Чему равна масса выпавшего в осадок вещества? 3. Растворимость хлорида кадмия при температуре 20˚ С равна 114,1г в 100г воды. Вычислите массовую долю хлорида кадмия в насыщенном растворе. 4. Коэффициент растворимости СuSO4 при 30˚С равна 25г на 100г воды. Будет ли при этой температуре 18% раствор соли насыщенным.
6. Путём выпаривания досуха 200г насыщенного при 10˚С раствора NаС1 получено 52,64г соли. Чему равна растворимость NаС1 в воде при 10˚? 7. Растворимость NаNО3 при 10˚С равна 80,5 г. Сколько грамм этой соли можно растворить в 250 г воды при 10˚С 8. Сколько грамм Рb(NO3) содержится в 277г насыщенного раствора при 50˚С? 9. Будет ли насыщенным или ненасыщенным 33.3% раствор ВаС12 при температуре 65˚ и 85˚. 10. Оксид Сu(II) масса равной 20 г обработали эквивалентным количеством тёплого 20 % раствора Н2SО4, при этом образовался СuSO4. Сколько гр. кристаллогидрата СuSO4 · 5Н2О можно получить охлаждением раствора до 20˚ С? СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. 1. Напишите выражения для скорости следующих химических реакций: а) А(г) + В(г) =С(г) б) А(т) + В(г) =С(т) в) А(р-р) + В(р-р) = С(р-р) г) А(р-р) + В(т) = С(р-р) д) А(г) + 2В(г) = С(г) 2. Как изменится скорость реакции 2NO(г) +О2(г) =2 NO2 если уменьшить объём реакционного сосуда в 3 раза? 3. Гомогенная реакция 2 NO + С12 = 2 NOС1протекает по простому механизму. Какое уравнение отражает зависимость скорости этой реакции от концентрации реагентов? Как изменится скорость прямой реакции, если уменьшить концентрацию NO в 2 раза? 4. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,8. Во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры от 20 до 70 градусов по Цельсию? 5. Напишите выражение константы равновесия для реакции 2SO2 + O2 =2SO3 ΔН = -791,6 кДж. Какое влияние на равновесную концентрацию SO3 окажут А) давление Б) концентрация SO2 В) температура. Почему? 6. На сколько градусов следует понизить температуру в реакционной системе для уменьшения скорости реакции в 27 раз , если γ=3 ?
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ХИМИИ» (для учащихся 9 класс) 1 Пояснительная записка Традиционными стали предметные олимпиады школьников старших классов по химии. Чтобы удачно выступить на олимпиаде, надо научиться решать различные типы задач. Активному использованию знаний и умений можно научиться, лишь попадая в нестандартные ситуации, а для этого нужны и соответствующие не- стандартные вопросы и задачи. Такие задачи нацелены на то, чтобы развить умения и способности определять характер химических превращений, предсказывать продукты реакций. При решении задач необходимо глубоко понимать свойство химических элементов и на основе этого прогнозировать реакционную способность химических веществ. Кроме того, требуется химическая интуиция и наблюдательность. Главное предназначение этого курса состоит в том, чтобы познакомить будущих участников химических олимпиад с основными типами задач. 2. Цели курса Закрепить, систематизировать и углубить знания учащихся по химии; научить учащихся основным подходам к решению нестандартных химических задач. Для успешной работе по этому элективному курсу необходимо, чтобы учащиеся владели прочными знаниями в рамках программы химического образования, важнейшими вычислительными навыками, алгоритмами решения типовых химических задач. Поэтому курс предназначен для учеников, проявляющих повышенный интерес к изучению этого предмета. Программа курса рассчитана на 17 занятий. Кроме литературы, указанной в программе, при проведении занятий используются подборки задач, предлагавшиеся в разное время на олимпиадах школьников по химии из журнала «Химия в школе». 3. Программа курса (17 часов)
|