Изчислителни задачи С5 задачи за намиране на молекулна формула на вещество
Раздели: Химия
Вид на урока: Урок за усъвършенстване на знания, умения и способности.
Цел: развитие на умения за прилагане на математически уравнения при решаване на химически проблеми.
Методи на урока: Фронтална анкета, самостоятелна работа при решаване на задачи, групова работа, работа по двойки.
Учебни помагала: Таблици на елементите на Д. И. Менделеев, карти с диференцирани задачи от Единния държавен изпит на компютър, презентация на тема „Решаване на задачи по органична химия“.
да анализира общите принципи на решаване и проектиране на задачи по органична химия, да подготви студентите за приемни изпити в университетите (за Единния държавен изпит).
Етап 1. Приблизително-мотивационен(Актуализиране на знанията.)
Въведение в урока. Здравейте момчета! Моля, приветствайте нашите гости. Придружител на класа, посочете отсъстващите. Отворете тетрадките си. Отстъпете 3 квадрата от домакинския материал. Запишете днешната дата и темата на урока „Изчислителни задачи C5: Задачи за намиране на молекулната формула на вещество“. Проверка на домашните. На масите на учениците има карти с общите формули на въглеводородите, формулите на най-важните въглеводороди, необходимо е да се назове групата на съединението или името на веществото.
Етап 2. Оперативен и изпълнителен.
Раздавателен материал. Задължителни минимални познания
В задача C5 се предлага да се определиформулата обикновено е органична. Разновидности на тази задача са четири вида задачи. Те се основават на намирането на формулата на веществото според следните данни:
- по масови дялове на елементите; - според масовата част на един елемент и общата формула на веществото; – по маса (обем) на продуктите от горенето; - по маси (обеми) на двама участници в химична реакция.
Максималната оценка за тази задача е две. Една точка се дава за писане на уравнението на реакцията или извършване на междинни изчисления, втората - за правилно намерена истинската формула на веществото.
Характеристиките на решаването на проблеми от всеки тип са дадени в таблицата.
Екранна проекция на слайд от презентация:
Пример. При взаимодействие на лимитиращ едновалентен алкохол с натрий се получават 17 g органично вещество и 2,8 l газ (н.о.). Изведете молекулната формула на алкохола.
1) Общото уравнение на реакцията е написано:
2) Съставено е уравнение за изчисляване на броя на въглеродните атоми в една алкохолна молекула:
n (Cn H2n + 1O Na) \u003d 2 n (H2) от където n \u003d 2 Формулата на алкохола се получава - C2H5OH.
Когато едновалентен алкохол, съдържащ 52,17% въглерод и 13,04% водород, реагира с алкален метал, се образува алкохолат с относително молекулно тегло 178. Определете молекулната формула на алкохолата.
1) Най-простата формула на алкохола се определя от масовите фракции на елементите. Нека формулата на алкохола Cx Hy Oz.
w (О) \u003d 100 (%) - (w (C) + w (H)) \u003d 34.79%;
x : y : z = 4,348 : 13,04 : 2, 174 = 2 : 6 : 1
Най-простата формула на алкохола е C2H6O.
2) Тогава се установява истинската формула на алкохола. Тъй като алкохолът е едновалентен (по условие), молекулата съдържа един кислороден атом. Следователно най-простата формуласъвпада с истинската формула на алкохола: C2H6O или C2H5OH (етилов алкохол).
3) Като се вземе предвид допълнителното условие, се определя молекулната формула на алкохолата.
Формулата на алкохолат на алкален метал е C2H5OM.
Ar (M) = 178– (2 12 + 5 1+ 1 16) = 133. Този метал е цезий.
Отговор. Формулата на цезиев алкохолат е C2H5OCs.
Изгарянето на първичния амин произведе 2.688 L(N.O.) въглероден диоксид, 2.97 g вода и 0.336 L (N.O.) азот. Задайте молекулната формула на амина.
1) Общата формула на амина е записана: Сх Нy Nz.
2) Изчисляват се количествата въглероден диоксид, вода и азотни вещества, както и съответните количества на веществото от въглеродни, водородни и азотни атоми.
n (CO2) \u003d V (CO2) / Vm \u003d 2,688 (l) / 22,4 (l / mol) \u003d 0,12 mol;
n (H2O) \u003d m (H2O) / M (H2O) \u003d 2,97 (g) / 18 (g / mol) \u003d 0,165 mol;
n (H) \u003d 2 n (H2 O) \u003d 0,33 mol.
3) Определя се молекулната формула на амина.
x : y : z = 0,12 : 0,33 : 0,03 = 4 : 11 : 1.
Най-простата формула на амина е C4H11N.
Тъй като аминът е първичен (по условие), неговата молекула съдържа NH2 групата, следователно формулата на амина е по-точно написана като C4 H9 NH2
Отговор. Молекулна формула на амина. – C4 H9 NH2
* Реакцията на 1.12 g етиленов въглеводород с излишък от бромоводород дава 2.74 g продукт. Определете молекулната формула на алкена.
1) Написано е уравнение на химична реакция, в което формулите на веществата са написани в общ вид:
2) количествата алкенови и бромоалканови вещества се приравняват, изразени по отношение на масите на участниците в реакцията и техните моларни маси:
1,12 (g) / 14 n (g / mol) = 2,74 (g) / (14 n + 81) (g / mol),
откъдето n = 4. Определя се общата формула на алкена - C4 H8.
Физкултурна минутка! Елементи на гимнастиката на Стрелников (музикален диск).
Намиране на формулата на вещество според уравнението на химическа реакция(раздаване на масите на учениците с подробен анализ на решението).
Алгоритъмът за решаване на проблема е абсолютно същият като при други изчисления, използващи уравненията на химичните реакции, с единствената разлика, че моларните маси на веществата се изразяват чрез x.
Пример 1.При мононитриране на 20,3 g алкан се отделят 6,3 g вода. Какъв обем въздух, измерен при NC, би бил необходим за изгаряне на същата маса от този алкан? Обемната част на кислорода във въздуха е 21%.
1) Записваме уравнението за реакцията на нитриране, като използваме общата алканна формула:
2) Намерете количеството вещество, освободено по време на нитриране на вода:
n (H2 O) \u003d m (H2 O) / M (H2 O) \u003d 6,3 (g) / 18 (g / mol) \u003d 0,35 mol
3) Според уравнението на реакцията намираме количеството вещество на реагиралия алкан:
4) Намерете молекулното тегло на реагиралия алкан:
5) Изчислете броя на въглеродните атоми в алкана:
14 n + 2 = 58, откъдето n = 4
Следователно формулата на алкана е C4 H10 (бутан)
6) Нека напишем уравнението за реакцията на горене и бутан:
7) Знаейки количеството вещество на изгорелия бутан (0,35 mol), според уравнението на реакцията, намираме количеството кислородно вещество, изразходвано за изгаряне:
n (O2) \u003d n (C4 H10) . 13/2 = 0,35 (mol). 13/2= 2,275 mol
8) Изчислете обема на кислорода, изразходван за изгаряне:
V (O2) = n (O2). VM = 2,275 (mol). 22,4 (l / mol) \u003d 50,96 l.
9) Знаейки, че обемната част на кислорода във въздуха е 21%, намираме обема на въздуха, съдържащ необходимото количество кислород:
V (въздух) \u003d V (O2) / 0,21; V (въздух) \u003d 50,96 л. / 0,21 \u003d 242,7 л.
Отговор: V (въздух) \u003d 242,7 литра.
Стъпка 3.Проверка-поправка.
За закопчаване. Въглеводородът принадлежи към серията Cn H2n. Напишете неговата структурна формула, като знаете, че 0,21 g от него могат да добавят 0,8 g бром.
При взаимодействие на 12 g наситен едновалентен алкохол с натрий се получават 2,24 литра газ (n.o.). Изведете молекулната формула на алкохола.
Етап 4. Рефлексивно-оценъчен етап. Отражение.
Домашна работа:Решете задачата: определено количество въглеводород Cn H2n-2 дава 21 g тетрахлорид с излишък от хлор. Същото количество въглеводород с излишък от бром дава 38,8 g тетрабромид. Определете молекулната формула на въглеводорода. (Отговор. C5 H8 - пентин.)