Сборник задач и упражнений по химии (методическое пособие для самостоятельной работы обучающихся)

Скачать материал

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Ухтинский государственный технический университет»

Индустриальный институт (СПО)

Сборник задач и упражнений по химии

(методическое пособие для самостоятельной работы обучающихся)

Преподаватель химии: Морякина Наталья Владимировна

Ухта, 2017 г.

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебное пособие предназначено для обучающихся всех специальностей по дисциплине «Химия» среднего профессионального образования. Материал представлен для изучения и закрепления знаний по химии.

В данном пособии представлены и показаны способы решения типовых задач по всем подлежащим изучению темам, отвечающие к государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников. В пособие включены такие темы как «Основные понятия и законы», «Периодический закон, периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома», «Строение вещества», «Растворы», «Химические реакции», «Классификация неорганических соединений», «Металлы и неметаллы», «Углеводороды» и др.

Изучение дисциплины «Химия» обучающимися индустриального института (СПО) осуществляется на I, II курсах. Включает в себя лекционные, лабораторно-практические и внеаудиторные занятия.

Успешное усвоение дисциплины «Химия» невозможно без систематической самостоятельной работы обучающихся в течение учебного года. Самостоятельная работа обучающихся выполняется путем организации и стимулирования работы обучающихся с учебно-методическим комплексом, изучения ими необходимого материала в данном пособии, в конспекте лекций, в методических рекомендациях по выполнению лабораторных работ и заданий для практических занятий.

Целью данного методического пособия является организация самостоятельной работы обучающихся, которая включает в себя знакомство с содержанием тем и вопросов курса с последующей переработкой материала по конспекту лекций, учебнику и закрепление материала решением рекомендуемого списка задач по теме.

Для разбора всех возникающих затруднений при изучении дисциплины «Химия» преподавателем проводятся консультации согласно графику индустриального института (СПО) УГТУ.

ТЕМАТИКА САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ ОБУЧАЮЩИХСЯ

1. Общая и неорганическая химия.

1.1.Основные понятия и законы химии.

1.2.Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома.

1.3.Строение веществ.

1.4.Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация.

1.5.Классификация неорганических соединений и их свойства.

1.6.Химические реакции.

1.7.Металлы и неметаллы.

2. Органическая химия.

2.1.Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений.

2.2.Углеводороды и их природные источники.

2.3.Кислородсодержащие органические соединения.

2.4.Азотсодержащие органические соединения. Полимеры.

3. Химия и жизнь.

Тема 1. Общая и неорганическая химия.

Раздел 1.1. Основные понятия и законы химии.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, атом, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, моль, молярная масса, молярный объем;

Ø основные законы химии: сохранения массы веществ, постоянства состава, закон Авогадро.

Обучающиеся должны уметь:

Обучающиеся должны использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Задачи с решениями.

Задача 1.Сколько молекул воды содержится в одном литре воды при нормальных условиях?

Решение: Масса одного литра воды равна m(H₂O)=1000 мл ∙ 1 г/мл=1000 г. Связь между массой и числом атомов или молекул удобно устанавливать через число молей, которое можно рассчитать по формулам: n=m/M, n=N/N_A, где m – масса, M – молярная масса,N - число атомов или молекул, N_A=6,02∙10²³ моль^-1 – постоянная Авогадро. Находим n(H₂O)=1000/18=55,6 моль, N(H₂O)= 55,6∙6,02∙10²³=3,35∙10²⁵ молекул.

Ответ: 3,35∙10²⁵ молекул воды.

Задача 2.Определите простейшую формулу химического соединения, если массовые доли его элементов равны: H – 2,04%, S – 32,65%, O – 65,31%.

Решение: Простейшая формула отражает относительные числа атомов в молекуле, или, что то же, мольные соотношения атомов. Поскольку простейшая формула не зависит от массы вещества, возьмем образец массой 100 г и найдем отношение количеств элементов (в молях) в этом образце. Для этого следует разделить массу каждого элемента на его относительную атомную массу: n(H):n(S) : n(O)= 2,04/1:32,65/32:65,31/16=2,04:1,02:4,08

Оно означает, что в молекуле химического соединения на 2 атома водорода приходится 1 атом серы и 4 атома кислорода. Следовательно, формула искомого соединения – H₂SO₄.

Ответ: простейшая формула соединения H₂SO₄

Задача 3. Какое количество вещества алюминия содержится в образце этого металла массой 10,8 г.

Решение: Молярная алюминия составляет M(Al)= 27 г/моль. Определяем количества вещества алюминия в этом образце: n (Al)=m(Al)/M(Al)=10,8/27= 0,4 моль.

Ответ: 0,4 моль алюминия.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0,25 моль.

2. Массовые доли серы и кислорода в оксиде серы равны соответственно 40 и 60%. Определите простейшую формулу этого оксида.

3. Монооксид углерода (угарный газ) – опасный загрязнитель атмосферы. Он снижает способность гемоглобина крови к переносу кислорода, вызывает болезни сердечно-сосудистой системы, снижает активность работы мозга. Из-за неполного сжигания природного топлива ежегодно на земле образуется 5∙10⁸т CO. Определите, какой объем (н.у.) займет угарный газ, образующийся на нашей планете по этой причине.

4. Некоторая кислота содержит водород (массовая доля 2,2%), иод (55,7%) и кислород (42,1%). Определите простейшую формулу этой кислоты.

5. При рентгеноскопическом исследовании организма человека применяют так называемые рентгеноконтрастные вещества. Так, перед просвечиванием желудка пациенту дают выпить суспензию труднорастворимого сульфата бария, не пропускающего рентгеновское излучение. Какие количества оксида бария и серной кислоты потребуется для получения 100 г сульфата бария.

6. Приведите аргументы за и против высказывания, которое довольно часто встречаются в сообщениях средств массовой информации: «Все беды от химии».

7. Все соли кадмия сильно токсичны. Вычислите и сравните между собой массовые доли этого вещества в следующих солях: нитрате кадмия Cd(NO₃)₂, сульфате кадмия CdSO₄, хлориде кадмия CdCl₂и бромиде кадмия CdBr₂. Какая соль кадмия самая ядовитая?

8. Сравните определения понятий «атом» и «молекула». Может ли такое быть, чтобы эти понятия совпадали? Если да, то приведите примеры конкретных веществ.

9. «Не лает, не кусает, а в дом не пускает», «Без окон, без дверей полна горница людей», «Висит груша, нельзя скушать». Каждый из вас может привести множество примеров загадок. Попробуйте сами составить загадки, используя следующие термины и понятия: вещество, простое вещество, сложное вещество, смесь, химическая реакция, атом, молекула, химический элемент, химическая формула, уравнение химической реакции.

Раздел 1.2. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома.

Обучающиеся должны знать/понимать

Ø важнейшие химические понятия: изотопы, валентность, степень окисления;

Ø основный закон химии: периодический закон;

Обучающиеся должны уметь:

Ø определять: валентность и степень окисления химических элементов;

Ø характеризовать: элементы малых и больших периодов по их положению в периодической системе Д.И.Менделеева;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Задачи с решениями.

Задача 1. В какой группе и в каком периоде периодической системы элементов Д.И.Менделеева находится элемент с порядковым номером 42?

Решение: Расположение элементов в периодической системе в соответствии со строением их атомов следующее: в первом периоде 2, во втором 8, в третьем 8. Третий период заканчивается элементом с порядковым номером 18. В четвертом периоде 18 элементов, т.е. он заканчивается элементом с порядковым номером 36. В пятом периоде также 18 элементов, поэтому элемент с порядковым номером 42 попадает в пятый период. Он занимает шестое место, следовательно, находится в шестой группе (побочной подгруппе). Этот элемент – молибден Мо.

Ответ: молибден

Задача 2. Какой из элементов – литий или калий – обладает более выраженными металлическими свойствами?

Решение: Строение электронных оболочек атомов лития и калия представляем следующим образом: Li 1s²2s¹ и K 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹. Как видим, у обоих атомов на внешнем энергетическом уровне находится по одному электрону. Однако у атома калия внешний электрон расположен дальше от ядра (на четвертом энергетическом уровне, а у лития 0 – на втором). И, следовательно, легче отрывается. Поскольку металлические свойства обусловлены способностью отдавать электроны, они сильнее выражены у калия.

Ответ: калий

Задача 3. На основании положения кальция в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева напишите формулы его высшего оксида, гидроксида и хлорида.

Решение: у атома кальция на внешнем энергетическом уровне находится 2 электрона: 2s². Следовательно, в соединениях он проявляет степень окисления +2. Формулы соединения оксида кальция CaO, гидроксида кальция Ca(OH)₂, хлорида кальция CaCl₂.

Ответ: CaO, Ca(OH)₂, CaCl₂

Задача 4. Опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23 по его положению в периодической системе.

Решение: По периодической системе определяем, что элемент с порядковым номером 23 находится в четвертом периоде и в побочной подгруппе V группе: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³4s². Следовательно, ванадий – d-элемент.

Элемент может легко отдавать 2 электрона с 4-го уровня, проявляя степень окисления +2. При этом он образует оксид VO и гидроксид V(OH)₂, проявляющие основные свойства. Газообразных водородных соединений ванадий не образует, так как расположен в побочной подгруппе.

Атом ванадия может также отдавать электроны с d-подуровня предпоследнего энергетического уровня (3 электрона) и, таким образом, проявлять высшую степень окисления +5 (численно равную номеру группы, в которой расположен элемент). Оксид, соответствующий высшей степени окисления, V₂O₅. Этот оксид обладает кислотными свойствами. В качестве гидроксида ему соответствует неустойчивая метаванадиевая кислота HVO₃ (соли ее – ванадаты – устойчивые соединния).

Задача 5. Напишите электронную формулу элемента, атом которого содержит на 3d-подуровне два электрона. В каком периоде, группе и подгруппе он находится и как этот элемент называется?

Решение: После завершения подуровня 4s заполняется электронами 3d-подуровень:1s²2s² 2p⁶3s²3p⁶3d²4s² или 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d². Общее число электронов в атоме, которое определяет порядковый номер элемента в периодической системе, - 22. Это титан. Из электронной формулы видно, что этот элемент находится в четвертом периоде, IV группе (четыре валентных электронов: 4s²3d²), побочной подгруппе (элемент d-семейства).

Задачи для самостоятельного решения.

1. В какой группе и в каком периоде периодической системы элементов Д.И.Менделеева находится элемент с порядковым номером 51?

2. Какой элемент четвертого периода периодической системы Д.И. Менделеева является наиболее типичным металлом? Почему?

3. Исходя из положения германия в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, опишите важнейшие свойства простого вещества и соединений элемента.

4. Записать электронные формулы атомов элементов с зарядом ядра: а) 8 б) 15 в) 18 г) 23. Составить графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

5. Какой из элементов – хлор или иод – обладает более выраженными неметаллическими свойствами?

6. Напишите электронные формулы ионов Fe³⁺ и S^-2.

7. На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных подгруппах?

8. Перенесемся в середину XIX века. Вы – журналист и работаете в дамском журнале, в котором основное внимание основное внимание уделяется модам и светским сплетням. Редактор получил Вам написать репортаж о величайшем открытии естествознания: о том, как русский ученый открыл периодический закон. Но Вы не верите в это открытие… Учтите, что объем Вашего репортажа – одна машинописная страница (1,5-2 страницы рукописного текста).

9. Согласны ли Вы с утверждением, которое мы нашли в старинном учебнике химии? В горизонтальных рядах, при переходе слева направо, нарастает атомный вес, а в вертикальных свойства элементов одинаковы.

10. Найдите в компьютерной базе данных сведения о распространенности в природе химических элементов. С помощью компьютера постройте график зависимости распространенности элемента от его относительной атомной массы.

11. Символ одного из изотопов элемента ⁵²₂₄Э. Указать: название, число протонов и нейтронов в ядре, число электронов.

Раздел 1.3. Строение веществ.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: ион, химическая связь, электроотрицательность, валентность, степень окисления, вещества молекулярного и немолекулярного строения;

Ø основные теории химии: химической связи.

Обучающиеся должны уметь:

Ø определять: валентность и степень окисления химических элементов, тип химической связи в соединениях, заряд иона;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения; природу химической связи (ионной, ковалентной, металлической)

Задачи с решениями.

Задача 1. Определите, как изменяется прочность соединений ряду: HF, HCl, HBr, HI.

Решение: У этих двухатомных молекул прочность связи зависит от длины связи. А поскольку радиус атома при переходе от фтора к иоду возрастает, то длина связи H-Hal в этом направлении возрастает, т.е. прочность соединений при переходу от фтора к иоду уменьшается.

Задача 2. Сера образует химические связи с калием, водородом, бромом и углеродом. Какие из связей наиболее и наименее полярны? Укажите, в сторону какого атома происходит смещение электронной плотности связи.

Решение: Используя значения относительных электроотрицательностей элементов, находим разности относительных электроотрицательностей серы и элементов, образующих с нею химическую связь:

а) сера – калий: 2,58 – 0,82=1,76, смещение в сторону атома серы;

б) сера – водород: 2,58 – 2,20= 0,38, смещение в сторону атома серы;

в) сера – бром: 2,58 – 2,96= -0,38, смещение в сторону атома брома;

г) сера – углерод: 2,58 – 2,55 = 0,03, смещение в сторону атома серы.

Чем больше по абсолютному значению разность относительных электроотрицательностей, тем более полярна связь. В данном примере наиболее полярной является связь сера-калий, наименее полярной – связь сера – углерод.

Задача 3. Определите степень окисления азота в веществах: N₂O₄, (NH₄)₂CO₃, NO₂^-.

Решение:

а) степень окисления азота х, кислорода -2. Исходя из нейтральности молекулы, составляем уравнения: 2х+4(-2)=0, откуда х=+4, т.е. степень окисления азота в N₂O₄ равна +4;

б) степень окисления водорода равна +1, кислорода -2, углерода в карбонатах (солях угольной кислоты) +4, азота х. Составляем уравнения: 2х+ 2∙4(+1) + (+4) +3(-2)=0, откуда х= -3, т.е. степень окисления азота в (NH₄)₂CO₃ равна –3;

в) степень окисления кислорода и азота равны соответственно -2 и х. Учитывая, что заряд иона NO₂^- равен -1, составляем уравнение: х+2(-2)= -1. Отсюда х=+3, т.е. степень окисления азота в ионе NO₂^- равна +3.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определите степень окисления железа в соединениях: Fe₃(PO₄)₂; K₂FeO₄; Fe(OH)SO₄; FePO₄; Fe₂O₃.

2. Как изменяется прочность связи Н–Э в ряду H₂O–H₂S–H₂Se–H₂Te?

3. Определите, какой металл, проявляющий степень окисления +4, образует оксид с массовой долей кислорода 40%.

4. Какой характер имеют связи в молекулах NCl₃, CS₂, ICl₅, NF₃, OF₂, ClF, CO₂? Указать для каждой из них направление смещения общей электронной пары.

5. Указать тип химической связи в молекулах I₂, HI, NaCl. Привести схему перекрывания электронных облаков.

6. Составить валентную схему молекулы хлороформа CHCl₃ и указать: а) какая связь наиболее полярна; б) в каком направлении смещено электронное облако этой связи?

7. Описать пространственное строение неполярной молекулы BeCl₂. Какие атомные орбитали участвуют в образовании связей Be–Cl?

8. Когда А.Вернер разрабатывал теорию комплексных соединений, ученые еще ничего не знали об электронной природе химической связи. Для объяснения самого факта существования комплексных соединений Вернер ввел понятие о побочной валентности атомов элементов. Объясните с точки зрения электронной теории химической связи природу побочной валентности на примере хлорида аммония. Не забудьте сделать пояснительные надписи на составленной Вами схеме.

Раздел 1.4. Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация.

Обучающиеся должны знать/понимать

Ø важнейшие химические понятия: растворы, электролит и неэлектролит, электролитическая диссоциация;

Ø основные теории химии: электролитической диссоциации;

Обучающиеся должны уметь

Ø определять: заряд иона, характер среды в водных растворах неорганических соединений;

Ø выполнять химический эксперимент: по распознаванию важнейших неорганических веществ;

Ø приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве.

Задачи с решениями.

Задача 1. Какую массу фосфата калия и воды надо взять для приготовления раствора с массовой долей K₃PO₄8% массой 250 г?

Решение: Используя формулу ω(вещества)=m(вещества)/m(раствора), определяем, какая масса соли потребуется для приготовления раствора с ω(K₃PO₄)=0,08 (8%) массой 250 г:

m(K₃PO₄)=ω∙m(раствора)=0,08∙250 = 20 г.

находим массу воды, необходимую для приготовления раствора:

m(H₂O)=m(раствора)–m(K₃PO₄)=250-20 = 230 г.

Ответ: 230 г.

Задание 2. К раствору серной кислоты объемом 400 мл, плотность которого равна 1,1 г/мл, а массовая доля серной кислоты 15%, добавили воду массой 60 г. Определите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

Решение: Масса исходного раствора кислоты составляет: m(раствора)=V∙ρ=400∙1,1=440 г.

Определяем массу растворенного вещества, содержащегося в исходном растворе: m(H₂SO₄)=ω∙m(раствора)=440∙0,15 = 66 г. Такая же масса кислоты будет содержаться и в растворе после добавления воды.

Рассчитаем массу раствора m’ после добавления воды: m’(раствора)= m(раствора) +m(H₂O); m’(раствора)=440+60=500 г.

Вычисляем массовую долю серной кислоты в полученном растворе:ω’(вещества)=m(вещества)/m’(раствора)= 66/500=0,132 (13,2%)

Ответ: 13,2%

Задача 3. В воде растворили гидроксид калия массой 11,2 г, объем раствора довели до 200 мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

Решение: Рассчитаем количество вещества гидроксида калия: n(KOH)=m(KOH)/M(KOH)=11,2/56=0,2 моль. Определяем молярную концентрацию раствора по формуле: c(KOH)=n(KOH)/V=0,2 моль/0,2 л=1 моль/л.

Ответ: 1 моль/л.

Задача 4. Какие из солей – Al₂(SO₄)₃,K₂S, KCl – подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей? Определите среду полученного раствора.

Решение:

а) Al₂(SO₄)₃- соль, образованная слабым основанием Al(OH)₃ и сильной кислотой H₂SO₄. Гидролиз идет по катиону. Среда раствора кислая (рН<7)

Al⁺³ +H₂O ↔ AlOH⁺² + H⁺

Al₂(SO₄)₃ + H₂O ↔2AlOHSO₄ + H₂SO₄

б) K₂S – соль, образованная сильным основанием KOHи слабой кислотойH₂S. Гидролиз идет по аниону. Среда раствора щелочная (рН>7).

S^-2 + H₂O ↔ HS^-+OH^-

K₂S + H₂O ↔ KHS+KOH

в) KCl – соль, образованная сильной кислотой HCl и сильным основаниемKOH. Гидролиз не идет.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Какую массу соли и воды надо взять для приготовления раствора с массовой долей сульфата натрия 0,12 массой 40 кг?

2. Если растения (помидоры) в теплице были поражены фитофторозом, то рекомендуется после сбора урожая и удаления ботвы с грядок обработать землю 1,5%-м (в расчете на безводную соль) раствором сульфата меди (II). Какую массу медного купороса CuSO₄∙5H₂O необходимо взять для приготовления 100 л такого раствора? Плотность 1,5%-го раствора CuSO₄ 1014 г/л.

3. Для засола огурцов используют 7%-й водный раствор хлорида натрия (поваренная соль). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микробов и плесневого грибка и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Какую массу раствора с массовой долей хлорида натрия 20% необходимо добавить к воде объемом 40 мл для получения раствора с массовой долей соли 7%? Плотность воды равна 1 г/мл.

4. В четырех пробирках находятся растворы нитрата серебра, хлорида натрия, нитрата бария и сульфата натрия. Раствор из первой дает белые осадки с растворами из третьей и четвертой пробирок. Раствор из второй пробирки дает белый осадок только с раствором из четвертой пробирки. Раствор из четвертой пробирки дает осадок с растворами из всех пробирок. Представьте условие задачи в табличной форме. Исходя из данных таблицы, найдите ошибку в условии задачи и исправьте ее?

5. Прочитайте описание действий обучающегося и представьте эту информацию в виде молекулярных и ионных уравнений реакций. Выполняя практическую работу, ученик прилил к раствору карбоната калия раствор хлорида кальция, затем последовательно в ту же пробирку добавлял растворы соляной кислоты, нитрата серебра, сульфата железа (III) и гидроксида натрия. После этого он попытался понять, что у него в пробирке. Итак, какие вещества в конечном итоге оказались в пробирке?

6. Почему посуду из алюминиевых сплавов нельзя мыть средствами, содержащую соду?

7. Зачастую перед спаиванием металлических деталей их поверхность очищают от оксидной пленки, обрабатывая «паяльной кислотой» - раствором хлорида цинка. Как же получилось, что эта соль действует и применяется как кислота?

8. К раствору ацетата натрия CH₃COONa добавили фенолфталеин, а потом нагрели. Раствор окрасился в малиновый цвет, как будто покраснел от смущения. Однако после охлаждения все признаки «смущения» исчезли, раствор обесцветился. Почему это произошло?

9. С помощью видеокамеры (фотоаппарата) понаблюдайте за деятельностью человека около водоемов. Подготовьте химически грамотный комментарий к отснятому материалу.

Раздел 1.5.Классификация неорганических соединений и их свойства.

Обучающиеся должны знать/понимать

Ø важнейшие вещества и материалы: серная, соляная, азотная кислоты; щелочи, аммиак, минеральные удобрения;

Обучающиеся должны уметь

Ø называть: изученные вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;

Ø характеризовать: общие химические свойства основных классов неорганических соединений;

Ø проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. Назовите по систематической номенклатуре следующие вещества: O₂, Fe₂O₃, Ca(OH)₂, H₂SO₄, CuCl₂, Al(NO₃)_3,Ba₃(PO₄)₂.

Решение: Название вещества по систематической номенклатуре должно полностью отражать его состав.

Формула вещества.	Систематическое название.	Допустимое традиционное название.
O₂	дикислород	молекулярный кислород
Fe₂O₃	триоксиддижелеза или окисд железа (III)	-
Ca(OH)₂	гидроксид кальция	-
H₂SO₄	тетраоксосульфат(VI) водорода	серная кислота
CuCl₂	дихлорид меди или хлорид меди (II)	-
Al(NO₃)₃	триоксонитрат(V) алюминия	нитрат алюминия
Ba₃(PO₄)₂	тетраоксофосфат (V) бария	фосфат бария

Задача 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: Na→NaOH→Na₂CO₃→Na₂SO₄→BaSO₄.

Решение:

1) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

2) 2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

3) Na₂CO₃ + H₂SO₄ →Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

4) Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl

Задачи для самостоятельного решения.

1. Назовите по систематической номенклатуре следующие вещества: NaOH, Fe(OH)₃, H₂TeO₄, H₃PO₄, AgBr, NO₂,MnO.

2. Напишите формулы следующих веществ: а) октасеры; б) дихлоридадиртути; в) триоксобората (III) лития; г) гидроксида сурьмы (III); д) диоксида марганца.

3. Каждый день мы сталкиваемся с многими солями, порой не замечая этого. В состав зубной пасты входит карбонат кальция. С пищей мы употребляем в основном поваренную соль – хлорид натрия, хотя для приготовления пищевых продуктов применяют и некоторые другие соли: нитрат натрия для соления мяса, нитрит натрия для изготовления колбасных изделий. Напишите формулы перечисленных солей. Найдите информацию об использовании человеком других солей (не обязательно для приготовления продуктов питания).

4. Сода бывает разная – питьевая (пищевая), кристаллическая, кальцинированная (вероятно, с примесями кальция?) и каустическая… Каковы формулы этих соединений? Какое из веществ, известных под этими техническими названиями, является самым сильным основанием?

5. Многие из оксидов известны людям как краски – белые, красные, желтые, зеленые. Существует по крайней мере два вида оксидных белил. Два вида «суриков» и несколько «охр». Какие это вещества?

6. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

а) FeCl₂ → Fe(OH)₂ → FeSO₄ → Fe → FeCl₂

б) Ca → CaH₂ → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → CaCl₂ → AgCl

7. Напишите уравнения не менее четырех реакций, при помощи которых можно получить карбонат магния. Реакции, протекающие в растворах, изобразите в полной и сокращенной ионной формах.

8. Приведите примеры реакций, которые доказывают основной характер веществ BaO и Ba(OH)₂.

9. Медный купорос, используемый слесарями для разметки деталей, может быть получен при помощи меди с концентрированной серной кислотой и при реакции оксида меди (II) с разбавленной серной кислотой: а) в чем существенное различие этих реакций? Б) одинаковы ли признаки этих реакций? В) в каком случае медного купороса может быть получено больше при одинаковой массе затраченной серной кислоты?

10. Хранение ценного удобрения – нитрата аммония на открытой площадке, а не на складе под крышей, привело к аварии. Во время ливня 15 т нитрата аммония растворились в дождевой воде и были смыты в близлежащий водоем. Выживет ли рыба в этом водоеме емкостью 7000 м³, если токсичная массовая доля нитрата аммония в воде 0,08%.

Раздел 1.6. Химические реакции.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: степень окисления, окислитель и восстановитель, окисление и восстановление, тепловой эффект реакции, скорость химической реакции, катализ, химическое равновесие;

Обучающиеся должны уметь:

Ø определять: степень окисления химических элементов, окислитель и восстановитель;

Ø объяснять: зависимость скорости химической реакции и положения химического равновесия от различных факторов;

Ø определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. В каких из указанных ниже веществ марганец может проявлять только восстановительные свойства или только окислительные, или те и другие: KMnO₄, MnO₂, Mn₂O₇, Mn, K₂MnO₄, MnO.

Решение: Определяем степени окисления марганца в указанных соединениях: KMn⁺⁷O₄, Mn⁺⁴O₂^,Mn⁺⁷₂O₇, Mn⁰, K₂Mn⁺⁶O₄, Mn⁺²O. Наивысшая степень окисления, характерная для марганца, +7 наблюдается в соединениях KMnO₄ и Mn₂O₇. Следовательно, марганец в этих веществах может являться только окислителем, т.е. понижать степень окисления.

Наименьшая степень окисления марганца 0 в простом веществе. Следовательно, металлический марганец может быть только восстановителем, повышая свою степень окисления. В остальных соединениях MnO₂, K₂MnO₄, MnO марганец, в зависимости от действующих на него реагентов, может проявлять свойства как восстановителя, так и окислителя.

Задача 2. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей по схеме: C + HNO₃→CO₂ + NO + H₂O.

Решение: Определяем коэффициенты методом электронного баланса. Указываем степени окисления у тех элементов, которые ее изменяют в ходе реакции: C⁰+HN⁺⁵O₃→C⁺⁴O₂+N⁺²O+H₂O. Отсюда видно, что С – восстановитель, а HNO₃ – окислитель. Составляем электронные уравнения:

C⁰ -4é=C⁺⁴ – окисление, восстановитель;

N⁺⁵ +3é = N⁺² – восстановление, окислитель.

Находим коэффициенты при восстановителе и окислителе и продуктах их окисления и восстановления. При этом исходим из того, что число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, принятых окислителем

C⁰ -4é=C⁺⁴

N⁺⁵ +3é = N⁺²

Подставляем полученные коэффициенты в схему реакции: 3C + 4HNO₃→3CO₂ + 4NO + H₂O.

Подбираем коэффициент перед формулой воды:3C + 4HNO₃→3CO₂ + 4NO + 2H₂O.

Задача 3. При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой реакции возрастает в 3 раза. При температуре 0⁰С скорость реакции составляет 1,1 моль/(л∙с). Вычислите скорость этой реакции при температуре 30⁰С.

Решение: Согласно правилу Вант-Гоффа, скорость химической реакции при температуре 30⁰С находим по формуле: υ₂=υ₁∙γ ⁽^T^{2 –}^T^1)/10= 1,1∙3 ^{(30– 0)/10}=1,1∙3³=89,1 моль/(л∙с).

Ответ: 89,1моль/(л∙с).

Задача 4. При определенных условиях реакция хлороводорода с кислородом является обратимой: 4HCl_(г)+O_2(г)↔ 2Cl_2(г) +2H₂O_(г) +116,4 кДж. Какое влияние на равновесное состояние системы окажут: а) повышение температуры; б) увеличение давления; в) введение катализатора?

Решение:

а) поскольку прямая реакция экзотермическая, то повышение температуры будет способствовать протеканию процесса с поглощением теплоты, т.е. равновесие сместится в сторону протекания эндотермической реакции – образования реагирующих веществ;

б) все вещества в системе – газы. В соответствии с принципом Ле Шателье повышение давления приводит к смещению в сторону реакции, приводящей к меньшему количеству вещества газов, т.е. в сторону образования реагирующих веществ;

в) катализатор в одинаковой степени ускоряет прямую и обратную реакции, поэтому в его присутствии равновесные количества веществ не изменяется.

Задача 5. При взаимодействии 1,8 г. алюминия с кислородом выделилось 54,7 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект реакции.

Решение: 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ + Q

n(Al) = m (Al) / M (Al)= 1,8 г/ 27 г/моль = 0,067 моль

0,067 моль Al выделяется 54,7 кДж

4 моль Al выделяется х кДж

Х= 4 моль∙54,7 кДж / 0,067 моль = 3265,67 кДж

Ответ: 3265,67 кДж

Задачи для самостоятельного решения.

1. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. Озоновому слою угрожают поступающие в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды – фреоны (CCl₃F, CCl₂F₂, CClF₃). Они в химически стабильны в нижних слоях атмосферы, но в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца разрушаются, выделяя атомный хлор, после чего начинают протекать реакции взаимодействия атомного хлора с озоном. Рассчитайте скорость такой реакции с образованием кислорода и монооксида хлора, если через 15 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,3 моль/л, а через 35 с (от начала реакции) стала равной 0,15 моль/л.

2. Что принимается за скорость химических реакций? Как влияет концентрация веществ на скорость реакций? Приведите примеры.

3. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций:

а) NH₃ + O₂ → NO + H₂O

б) P₂O₅ + C → P + CO

в) KClO₃ + S → KCl + SO₂

г) H₂S + HNO₃ → S +NO₂ + H₂O

4. Неполное сгорание угля в печи, когда продуктом окисления оказывается так называемым угарным газом. Образование угарного газа происходит также в результате эндотермической реакции углерода с диоксидом углерода: C_(т) +CO_{2 (г)}↔ 2CO_(г)–173 кДж. Какие факторы способствуют смещению равновесия данной реакции влево – к относительно безопасным реагентам?

5. При температуре 20⁰с реакция протекает за 2 мин. За сколько времени будет протекать эта же реакция: а) при 0⁰С; б) при 50⁰С? Температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

6. Как надо изменить температуру и давление (увеличить или уменьшить), чтобы равновесие в реакции разложения карбоната кальция CaCO_3(т)↔CaO_(т)+CO_2(г)-178 кДж сместить в сторону продуктов реакции?

7. Тугоплавкий металл вольфрам – незаменимый материал для изготовления нитей накаливания в электрических лампочках, а карбид вольфрама состава WC – основа твердого сплава победит, из которого делают разнообразный режущий инструмент. Для получения порошкообразного вольфрама ведут восстановление оксида WO₃водородом по реакции: WO_3(т) + 2H_2(г)→W_(т) +3H₂O_(г). рассчитайте тепловой эффект данной реакции, если на получение 1 кг вольфрама этим способом было затрачено 636 кДж.

8. Английский химик Гемфри Дэви в 1807 г. путем электролиза влажного едкого натрия (гидроксида натрия) впервые получил металлический натрий. Дэви отметил легкость окисления натрия на воздухе, изучил его действие на воду. При взаимодействии 10 г натрия с водой выделяется 80 кДж теплоты. Рассчитайте тепловой эффект реакции.

9. При изучении влияния температуры на скорость разных химических реакций были получены следующие результаты: а) при понижении температуры на 45⁰ скорость первой реакции уменьшилась в 25 раз; б) повышение температуры на 32⁰вызвало увеличение скорости второй реакции в 27 раз. Представьте данные эксперимента в табличной форме, используя имеющиеся у Вас электронные таблицы. С помощью электронных таблиц рассчитайте температурные коэффициенты каждой реакции.

Раздел 1.7. Металлы и неметаллы.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: аллотропия, вещества молекулярного и немолекулярного строения, электролит и неэлектролит;

Ø важнейшие вещества и материалы: основные металлы и сплавы; серная, соляная, азотная кислоты; щелочи, аммиак, минеральные удобрения;

Обучающиеся должны уметь:

Ø характеризовать: общие химические свойства металлов, неметаллов;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Ø химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических;

Ø объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

Ø экологически грамотного поведения в окружающей среде;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, потребуется для восстановления оксида меди (II), масса которого19,3 г?

Решение:

1) находим количество вещества оксида меди (II): n(CuO)=m(CuO)/M(CuO)=19,3/80=0,24 моль;

2) согласно уравнению реакции CuO + H₂ → Cu + H₂O: n(CuO)=n(H₂)=0,24 моль;

3) находим объем водорода, который потребуется для получения меди: V(H₂)= n(H₂)∙V_m=0,24 моль∙ 22,4 л/моль=5,376 л.

Ответ: 5,376 л.

Задача 2. Важнейшая проблема в промышленном производстве удобрений – получение так называемого «связанного азота». В настоящее время ее решают путем синтеза аммиака из азота и водорода. Какой объем аммиака (при н.у.) можно получить в этом процессе, если объем исходного равен 300 л, а практический выход – 43%?

Решение:

1) находим количества вещества водорода n(H₂)=V(H₂)/V_m=300/22,4=13,39 моль;

2) согласно уравнению реакцииN₂ + 3H₂ =2NH₃: n(NH₃)=2∙n(H₂)/3=2∙13,39/3=8,927 моль;

3) находим V(NH₃)_теор по формуле V(NH₃)_теор=n(NH₃)∙V_m=8,927 моль∙22,4 л/моль=199,965 л.

4) объем аммиака V(NH₃), который можно получить в соответствии с условием задачи, составляет V(NH₃)_пр= V(NH₃)_теор ∙η(NH₃)=199,965∙0,43=85,95 л.

Ответ: 85,95 л.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Напишите уравнения реакций между азотной кислотой и следующими веществами: а) гидроксидом алюминия; б) оксидом кальция; в) карбонатом кальция; г) медью (кислота разбавленная); д) аммиаком.

2. Объясните, почему для пайки металлов наиболее часто используют олово или сплавы олова со свинцом.

3. Соберите «досье» на загрязнителей воздуха в Вашем городе. Выясните, какими веществами они загрязняют воздух. Какое действие эти вещества оказывают на организм человека? Какие меры принимаются (или не принимаются) для очистки воздуха? Полученные данные представьте в виде таблицы, указав в ней источник информации.

4. Найдите в компьютерных сетях сведения о состоянии озонового слоя Земли. Выведите информацию на принтер. На ее основе составьте информационное сообщение в стиле сообщений Росгидрометцентра.

5. Вам – руководителю рекламного отдела фирмы, выпускающей серную кислоту, - необходимо провести рекламную кампанию продукции фирмы на страницах газет, на радио и на телевидении. Подготовьте необходимые материалы, учитывая специфику перечисленных средств передачи информации.

6. Многочисленные публикации в газетах призывают нас отказаться от использования нитратов в качестве удобрения. Поступая в организм человека вместе с пищей, нитраты превращаются в нитриты, а затем – в азотистую кислоту, которая может взаимодействовать с белками с образованием канцерогенных (вызывающих рак) веществ.

Однако нитрит натрия применяется в пищевой промышленности для придания привлекательного вода колбасным изделиям. Кроме того нитрит натрия предохраняет колбасы, сосиски и сардельки от порчи? Эта соль подавляет рост бактерий Clostridium butulinum, вызывающих страшное заболевания – ботулизм. Одного грамма токсина ботулина достаточно для того, чтобы отправить на тот свет все население земли.

Сформулируйте Ваше мнение по поводу использования нитратов и нитритов в пищевой промышленности. Аргументируйте его. Если приведенных данных не достаточно, найдите дополнительную информацию.

7. Сплав, в котором массовая доля составных частей соответственно равна: для никеля – 67,5%, для хрома – 15%, для железа – 16%, для марганца – 1,5%, характеризуется большим сопротивлением и высокой жаростойкостью. Этот сплав применяется в виде проволоки для изготовления различных электронагревательных приборов. Рассчитайте молярное соотношение металлов в этом сплаве.

8. Соединение кислорода с алюминием сопровождается выделением тепла, более значительным, чем при реакции со многими другими металлами. Поэтому порошок алюминия используется для выделения свободного металла из оксидов хрома. Железа, марганца и других металлов (алюминотермия). Определите массу алюминия, необходимого для получения хрома массой 100 г из его оксида Cr₂O₃?

9. Хороший и эффективный разрыхлитель для выпечки мучных изделий – гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃. При его разложении все продукты реакции получаются в газообразном состоянии: NH₄HCO₃ = NH₃↑ + H₂O↑ + CO₂↑. Рассчитайте объем (при н.у.) газообразных продуктов разложения 0,5 г гидрокарбоната аммония.

Тема 2. Органическая химия.

Раздел 2.1.Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: углеродный скелет, функциональная группа, изомерия, гомология;

Ø основные теории химии: строения органических соединений;

Обучающиеся должны уметь:

Ø определять: принадлежность веществ к различным классам органических соединений;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Задачи с решениями.

Задание 1. Определите класс органических соединений: C₂H₅OH; C₂H₆; CH₂=CH–CH₃; C₂H₅NH₂; CH₃COOH; CH≡C–CH₂–CH₃; CH₃OC₂H₅.

Решение: спирт; алкан; алкен; амин; карбоновая кислота; алкин; простой эфир.

Задание 2. Структурная формула вещества CH≡C–CH₂–CH₃.Напишите 3 гомолога и 3 изомера.

Решение: молекулярная формула этого вещества C₄H₆.

Изомеры состава C₄H₆: CH₃- C≡C–CH₃; CH₂=C=CH-CH₃; CH₂=CH-CH=CH₂

Гомологи: CH≡C–CH₂–CH₂–CH₃; CH₃-C≡C–CH₂–CH₂–CH₃; CH≡C–CH₃

Задачи для самостоятельного решения.

1. Сколько изомеров имеет гептан? Напишите структурные формулы этих изомеров.

2. Подготовьте сообщение (презентация) «Александр Михайлович Бутлеров- основоположник теории химического строения органических соединений».

3. Составьте кроссворд по теме «Органическая химия. Основные понятия».

4. Приведите примеры, доказывающие основные положения теории химического строения А.М. Бутлерова.

5. Структурная формула вещества CH₃-CH₂–CH₂–CH₃.Напишите 3 гомолога и 2 изомера.

Раздел 2.2.Углеводороды и их природные источники.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: углеродный скелет, изомерия, гомология;

Ø основные теории химии: строения органических соединений;

Ø важнейшие вещества и материалы: метан, этилен, ацетилен, бензол;

Обучающиеся должны уметь:

Ø называть изученные вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;

Ø определять: принадлежность веществ к различным классам органических соединений;

Ø характеризовать: основных классов органических соединений; строение и химические свойства изученных органических соединений;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Ø выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших органических веществ;

Ø объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

Ø определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

Ø экологически грамотного поведения в окружающей среде;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø безопасного обращения с горючими и токсичными веществами, лабораторным оборудованием;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. Органическое вещество содержит углерод (массовая доля 84,21%) и водород (массовая доля 15,79%). Плотность паров вещества по воздуху составляет 3,93. Определите формулу этого вещества.

Решение: С_xH_y

X(C) = D_A∙M(A) ∙ω(C)/ Ar(C)∙100 % = 3,93∙29∙84,21/12∙100=8

Y(H) = D_A∙M(A) ∙ω(H)/ Ar(H)∙ 100 %=3,93∙29∙15,79/1∙100=18

Ответ: молекулярная формула С₈Н₁₈

Задача 2. Напишите структурные формулы соединений по их названиям: 3-метилгексен-2; 2,3-диметилбутадиен-1,3; 4-метилгептин-2; 2-метилгептатриен-1,3,5; 1,4-дихлорпентан.

Решение:

а) CH₃–C(CH₃)=CH –CH₂–CH₂–CH₃3-метилгексен-2

б) CH₂=C(CH₃)–C(CH₃)=CH₂2,3-диметилбутадиен-1,3

в) CH₃–C≡C –CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃ 4-метилгептин-2

г) CH₂=C(CH₃)–CH=CH–CH=CH–CH3 2-метилгептатриен-1,3,5

д) CH₂Cl–CH₂–CH₂–CHCl–CH₃1,4-дихлорпентан

Задача 3. Осуществите химические превращения: СH₄→CH₃Cl→C₂H₆→CO₂

Решение:

1) СH₄+ Cl₂→CH₃Cl+HCl

2) 2CH₃Cl +2Na→C₂H₆+2NaCl

3) 2C₂H₆ +7O₂→4CO₂+6H₂O

Задача 4.Какое количество вещества этана получится при пропускании 6,72 г. этена, содержащего 20 % примесей, с водородом над нагретым никелевым катализатором?

Решение: С₂Н₄ + Н₂ = С₂Н₆

ω(чистого вещества) = 100 - ω(примесей) = 100 – 20 = 80 % = 0,8

ω(чистого вещества) = m(чистого вещества) / m(всего)

m(чистого вещества) = ω(чистого вещества)∙m(всего) = 0,8∙6,72 г = 5,376 г

n(С₂Н₄) = m (С₂Н₄) / M (С₂Н₄)= 5,376 г/ 28 г/моль = 0,192 моль

0,192 моль/1моль = n(С₂Н₆) / 1 моль

n(С₂Н₆) = 0,192 моль ∙ 1 моль / 1 моль = 0,192 моль

Ответ: n(С₂Н₆)= 0,192 моль

Задачи для самостоятельного решения.

1. Соберите информацию о массовой доле различных видов топлива, используемых в промышленности и в быту у нас в стране и за рубежом. Собранные данные представьте в виде таблицы.

2. Напишите структурные формулы соединений по их названиям: 2-метилпентен-2; 2,5,6-триметилнонан; 3,3-диэтилгексин-1; 1,3-диметилциклогексан; 2-метил-4-изопропилнонан.

3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых из этана и неорганических реагентов можно получить октан.

4. Найдите в литературе информацию о добыче и использовании природных источниках углеводородов. Представьте ее в табличной форме.

5. Природный газ и нефть возникли в глубокой древности, когда на дне огромных озер и болот в анаэробных условиях и под действием бактерий происходили сложные превращения гниющих остатков растений и животных в смеси природных углеродсодержащих соединений. Основным компонентом природного газа является метан (85-95%), так как на долю других углеводородов приходится менее 10%. Определите истинную формулу газообразного углеводорода, являющегося компонентом природного газа, если относительная плотность его по водороду равна 22, а массовая доля углерода составляет 81,82%.

6. Алкан имеет плотность по воздуху 4,414. Определите формулу алкана.

7. Осуществите химические превращения следующих веществ: C₂H₆→C₂H₄→C₂H₅Br→C₄H₁₀→CO₂

8. Какое количество вещества пропана получится при пропускании 10,5 г. пропена, содержащего 20 % примесей, с водородом над нагретым никелевым катализатором?

Раздел 2.3.Кислородсодержащие органические соединения.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: углеродный скелет, функциональная группа, изомерия, гомология;

Ø основные теории химии: химической связи, электролитической диссоциации, строения органических соединений;

Ø важнейшие вещества и материалы: этанол, жиры, мыла, глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка;

Обучающиеся должны уметь:

Ø называть изученные вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;

Ø определять: принадлежность веществ к различным классам органических соединений;

Ø характеризовать: общие химические свойства основных классов органических соединений; строение и химические свойства изученных органических соединений;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Ø выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших органических веществ;

Ø объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

Ø экологически грамотного поведения в окружающей среде;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø безопасного обращения с горючими и токсичными веществами, лабораторным оборудованием;

Ø приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить химические превращения: метан→хлорметан→метанол→диметиловый эфир→вода.

Решение:

1) CH₄ +Cl₂→CH₃Cl +HCl

2) CH₃Cl + NaOH →CH₃OH +NaCl

3) 2CH₃OH→ CH₃OCH₃ + H₂O

Задача 2. При сгорании 2,3 г органического вещества образуется 4,4 г оксида углерода (IV) и 2,7 г. воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,59. Определите молекулярную формулу данного вещества.

Решение: C_xH_yO_z + O₂ = CO₂ + HOH

1) Находим количества вещества воды и углекислого газа:

n(CO₂) = m (CO₂) / M (CO₂)= 4,4 г / 44 г/моль = 0,1 моль

n(HOH) = m (HOH) / M (HOH)= 2,7 г / 18 г/моль = 0,15 моль

2) Составляем количество углерода и водорода в органическом веществе:

n(С/ C_xH_yO_z) = n( С/CO₂) = n(CO₂) = 0,1 моль

n(Н/ C_xH_yO_z) = n( Н/ HOH) = 2∙n(HOH) = 0,15 моль∙ 2 = 0,3 моль

3) Определяем массу элементов в органическом веществе:

m (С/ C_xH_yO_z) = n(С/ C_xH_yO_z) ∙ М (С/ C_xH_yO_z)= 0,1 моль∙ 12 г/моль = 1,2 г

m (Н/ C_xH_yO_z) = n(Н/ C_xH_yO_z) ∙М (Н/ C_xH_yO_z)= 0,3 моль∙ 1 г/моль = 0,3 г

m (органического вещества) = m (С/ C_xH_yO_z) + m (Н/ C_xH_yO_z) + m (О/ C_xH_yO_z)

m (О/ C_xH_yO_z) = m (органического вещества) - m (С/ C_xH_yO_z) - m (Н/ C_xH_yO_z)

m (О/ C_xH_yO_z) = 2,3 -1,2-0,3 = 0,8 г

4) Определяем количества вещества кислорода в органическом веществе:

n(О/ C_xH_yO_z) = m (О/ C_xH_yO_z) / M (О/ C_xH_yO_z)= 0,8 г / 16 г/моль = 0,05 моль

5) Находим количества атомов каждого элемента в органическом веществе:

X:Y:Z = n(С/ C_xH_yO_z) : n(Н/ C_xH_yO_z) : n(О/ C_xH_yO_z) = 0,1 : 0,3 : 0,05 = 2: 6:1

Ответ: C₂H₆O

Задачи для самостоятельного решения.

1. Применение веществ основано на их свойствах, которые, в свою очередь, зависят от строения вещества. С помощью занимательных рисунков покажите эту взаимосвязь на примере любого углевода.

2. Чтобы приготовить 0,5 л 8%-го раствора уксусной кислоты (столового уксуса), использовали 70%-ю уксусную кислоту (уксусную эссенцию). Рассчитайте объемы взятой уксусной эссенции и воды, если плотность 8%-й уксусной кислоты составляет 1,010 г/мл, а 70%-й - 1,068г/мл.

3. В состав успокаивающих средств (валидола, корвалола, валокордина) входит изовалериановая кислота C₄H₉COOH. Эта слабая одноосновная карбоновая кислота. Ее извлекают из природного сырья – корня валерианы рассчитайте, какое количество изовалериановой кислоты прореагирует с гидроксидом натрия, содержащимся в 50 мл 0,1 М раствора.

4. Лимонная кислота HOC(CH₂COOH)₂COOH∙H₂O часто используется в кулинарии и в домашнем хозяйстве (например, для выведения ржавых пятен с ткани). Какая масса кристаллогидрата лимонной кислоты требуется для приготовления 100 г 5%-го раствора (в расчете на безводное вещество).

5. Напишите структурные формулы изомерных спиртов состава C₆H₁₃OH и назовите их по номенклатуре.

6. Подготовьте презентацию по теме «Влияние этилового спирта на развитие человека».

7. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить химические превращения: ацетилен →этаналь→уксусная кислота → ацетат натрия.

8. Почему стиральные порошки с биологически активными добавками особенно сильно разъедают руки?

9. При сгорании 4,5 г органического вещества образовалось 3,36 л (н.у.) углекислого газа и 2,7 мл воды. Определите простейшую и истинную формулу вещества, если его плотность по воздуху равна 1,035. Каковы области его применения.

Раздел 2.4. Азотсодержащие органические соединения. Полимеры.

Обучающиеся должны знать/понимать:

Ø важнейшие химические понятия: функциональная группа, изомерия, гомология;

Ø основные теории химии: химической связи, электролитической диссоциации, строения органических соединений;

Ø важнейшие вещества и материалы: белки, искусственные и синтетические волокна, каучуки, пластмассы;

Обучающиеся должны уметь:

Ø называть изученные вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;

Ø определять: принадлежность веществ к различным классам органических соединений;

Ø характеризовать: общие химические свойства основных классов органических соединений; строение и химические свойства изученных органических соединений;

Ø объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения;

Ø выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических и органических веществ;

Ø объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

Ø определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

Ø экологически грамотного поведения в окружающей среде;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задачи с решениями.

Задача 1. Составьте структурные формулы изомерных аминов, которые соответствуют эмпирической формуле C₃H₉N. Сколько может быть таких аминов?

Решение: C₃H₇NH₂ пропиламин; CH₃NHC₂H₅метилэтиламин; (CH₃)N триметиламин.

Задача 2. Осуществите химические превращения: CH₃NH₂→CO₂←NH₂CH₂COOH →NH₂CH₂COONa

Решение:

1) 4CH₃NH₂ + 9O₂→4CO₂+10H₂O+2N₂

2) 4NH₂CH₂COOH + 9O₂ → N₂ + 8CO₂ + 10H₂O

3) NH₂CH₂COOH + NaOH →NH₂CH₂COONa + H₂O

Задачи для самостоятельного решения.

1. Подготовьте презентацию об использовании полимеров в быту.

2. Больше всего белка в сыре (25%), мясных продуктах (в свинине 8-15, баранине 16-17, говядине 16-20%), в птице (21%), рыбе (13-21%), яйцах (13%), твороге (14%). Молоко содержит 3% белков, а хлеб – 7-8%. Рассчитайте массу каждого из этих продуктов, обеспечивающую дневную потребность взрослого человека в белках, равную 200 г.

3. Составьте структурные формулы изомерных аминов, которые соответствуют эмпирической формуле C₄H₁₁N. Сколько может быть таких аминов?

4. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: метан→ ацетилен→ бензол→нитробензол→анилин→ углекислый газ. Напишите уравнения этих реакций.

5. Как можно различить органические вещества: глюкозу, аминоуксусную кислоту, белок, хлорид фениламмония. Напишите уравнения реакций, которые надо осуществить для распознавания.

6. При восстановлении нитробензола массой 73,9 г получен анилин массой 48,0 г. определите массовую долю выхода продукта.

7. В азотсодержащим шестичленном гетероциклическом соединении массовые доли элементов равны: азота – 17,72%, углерода – 75,95%, водорода – 6,33%. Определите формулу этого соединения.

8. В чем состоит отличие реакций полимеризации от реакций поликонденсации? Приведите примеры реакций этих типов, напишите уравнения.

9. Какие вы знаете термореактивные и термопластичные полимеры? Приведите примеры этих веществ, напишите их формулы.

10. Как получают резину из каучука? Изобразите уравнение реакций, которые протекающей при вулканизации изопренового каучука.

11. Составьте презентацию по теме «Ферменты. Применение в промышленности».

12. Почему трикотажные изделия из натуральной шерсти очень сильно вытягиваются и теряют форму после стирки, если сушить их в подвешенном состоянии, а хлопчатобумажный трикотаж можно сушить таким способом, и при этом он не теряет форму?

Тема 3. Химия и жизнь.

Обучающиеся должны уметь:

Ø объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

Ø экологически грамотного поведения в окружающей среде;

Ø оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

Ø безопасного обращения с горючими и токсичными веществами, лабораторным оборудованием;

Ø критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Задача для самостоятельной работы.

1. В чем отличие химиотерапии от фармакотерапии? Подтвердите свой ответ примерами.

2. На чем основано лечебное действие антибиотиков? Каковы возможные побочные эффекты неграмотного применения этих препаратов?

3. Какие известные вам гормоны используют в качестве лечебных препаратов? С какой целью?

4. К каким негативным последствиям может привести непрерывное продолжительное повышенное содержание адреналина в крови?

5. Каждой хозяйке известно, что если борщ варится чрезмерно долго, то он постепенно теряет свою красивую тёмно-красную окраску и жидкость в кастрюле становится бледной. Чтобы вернуть борщу прежний красный цвет, в него добавляют столовый уксус или твёрдую лимонную кислоту. Это объясняется тем, что красящее вещество свеклы, подобно лакмусу, сохраняет красный цвет только в кислой среде.

6. Вам пришлось стирать темные вещи с мылом в жесткой воде. После стирки и полоскания на них остался “седой” налет. Как его устранить и что можно было сделать, чтобы это предотвратить?

7. “Каждый раз во время еды вы подвергаете свои зубы воздействию бактерий, вырабатывающих кислоту”, - с этого утверждения начинается реклама одной из жевательных резинок. Как может химик прокомментировать это утверждение?

8. Опытный сосед, пожалев молодого фермера, предложил ему исправить ошибку, внеся в почву хорошо растворимое удобрение, содержащее фосфор. Он позабыл его название, но принес аккуратную запись результатов анализа (%) азота – 12,2, водорода – 5,5, фосфора – 27, кислорода – 55, 6. Что это за вещество?

ЛИТЕРАТУРА.

1. Аликберова Л.Ю. Полезная химия: задачи и истории. – М.: Дрофа, 2008 г., 187 с.

2. Журин А.А. Сборник упражнений и задач по химии. Решения и задачи. _ М.: Аквариум, 2007 г., 254 с.

3. Степин Б.Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2008 г., 430 с.

4. Хомченко И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: издательство «Новая Волна», 2007 г., 221 с.

Скачать материал

Скачать материал "Сборник задач и упражнений по химии (методическое пособие для самостоятельной работы обучающихся)"

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 671 639 материалов в базе

Найти материалы

Скачать материал

Другие материалы

docx

Интегрированный урок по химии, биологии и географии на тему « Человек и его здоровье».

04.04.2017
590
1

pptx

Презентацияк интеллектуальному марафону "Мудрая Сова"

04.04.2017
457
2

docx

Разработка интеллектуальный марафон "Мудрая Сова" для страших класов

04.04.2017
529
1

docx

Лабораторная работа по теме "Окислительно - восстановительные реакции"

Рейтинг: 5 из 5

04.04.2017
26572
134

pptx

Презентация исследовательская работа "Природные кристалы"

03.04.2017
969
0

pptx

Презентация "Химия и здоровье человека"

03.04.2017
1828
12

pptx

Исследовательская работа по теме "Факторы, влияющие на развитие косторезного промысла на Севере на примере деятельности Холмогорской фабрики резьбы по кости "

03.04.2017
2574
9

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Скачать материал
- 04.04.2017 3600
- DOCX 98.8 кбайт
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Морякина Наталья Владимировна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Морякина Наталья Владимировна
- На сайте: 8 лет и 11 месяцев
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 27911
- Всего материалов: 11