Рабочая программа. Элективный курс по химии «Химия в расчетных и экспериментальных задачах» (10 класс) (стр. 4 )

, , Карцова химия. 10 кл. Учебник для общеобразовательных учреждением с углубленным изучением химии. М. Просвещение. 2008 г. , , ., Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях. 10 кл. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. – М. Дрофа. 2009 г. , Хомченко задач по химии для поступающих в вузы. М.:Высшая школа, 2009г Лидин . Полный сборник задач: для школьников старших классов и поступающих в вузы. М.: Дрофа, 2007. Еремин задач и упражнений по химии: Школьный курс /, . – М.. дом «ОНИКС 21 век»: «Мир и Образование», 2003. Дзудцова -восстановительные реакции / , . – М.: Дрофа, 2005. (Темы школьного курса)

Рекомендуемая литература для учителей.

, , Додонов . Задачник 8-11 класс. М.: Дрофа 2000г. Ковальчукова решать задачи по химии. М: «Уникум-центр», 1999г. , Хохлова решения расчетных задач по химии: 8-11 кл.:Пособие для учителя._ М.: Просвещение, 1998. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. Пособие для вузов. 4-е изд., стер./, , ; под ред. . – М.: КолосС, 3003.: Новошинский элементы и их соединения: теория, упражнения, тесты, задачи, решения: пособие для старшеклассников и абитуриентов /, . – Краснодар: Совет. Кубань, 2006. Косова в расчетных задачах: электив. курс: учебн.-метод. пособие /.- Челябинск: Взгляд, 2006.

Приложение

Тема № 1. Задачи 10 класса (9 часов)

1. Определение МФ вещества по массовым долям, с использованием относительной плотности газов.

Рассчитайте относительную плотность хлороводорода по азоту. Масса газа, содержащегося в колбе, равна 1,1 г. Такой же объем водорода при тех же условиях имеет массу 0,05 г. Определите относительную плотность газа по водороду (ответ: 22) Вычислите относительную плотность сероводорода по водороду и по воздуху. (ответ: по водороду 17, по воздуху 1,17) Относительная плотность газа по воздуху равна 2,207. Определите относительную молекулярную массу газа. ( ответ: 64) Найдите молекулярную формулу вещества, в котором 54,4 % С, 36,4% О и 9,2% Н. Плотность паров искомого вещества по водороду 44. (ответ: С4Н8О2) Установите молекулярную формулу углеводорода, если его плотность по воздуху равна 0,966. (ответ:С2Н4) Установите молекулярную формулу углеводорода, содержащего 85,71% углерода по массе, если его плотность по воздуху равна 1,45. (ответ: С3Н6) Относительная плотность углеводорода по водороду, имеющего состав W(С)=85,7%, W(Н)=14,3%, равна 21. Выведите молекулярную формулу углеводорода. (ответ: С3Н6). Напишите структурные формулы изомерных углеводородов, представляющих собой газы с плотностью по водороду 21. Один из них обесцвечивает раствор перманганата калия. Составьте уравнение реакции этого углеводорода с бромной водой. К какому классу углеводородов относится второй изомер? Найдите молекулярную формулу вещества, содержащую по массе 30,43% азота и 69,57% кислорода. Плотность вещества при н. у. равна 2,054 г/л. (ответ Определите молекулярную и структурную формулы углеводорода, плотность которого равна 2,5 г/л (при н. у.),а массовая доля углерода в нем 0,8571. Известно, что данное вещество не обесцвечивает водный раствор КMnO4, а при взаимодействии с водородом в присутствии платины дает смесь двух веществ. (ответ: С4Н8 - метилцыклопропан). *Масса паров некоторого вещества объемом 1 л при нормальном давлении и температуре 800 0 С равна 1,523 г. Выведите молекулярную формулу этого вещества, имеющего состав: W(Al)=20,2 %, W(Cl)=79,8%. (Ответ: AlCl3)

(Прежде чем ответить на вопрос задачи, необходимо найти характеристики вещества при нормальных условиях. Объем вещества определяем с помощью закона Гей-Люссака)

2. Определение МФ вещества по продуктам горения. Определение МФ кислородсодержащих веществ.

Задача на определение МФ вещества по массе или объему исходного вещества и продуктов горения отличается от определения молекулярной формулы вещества на основании массовых долей (%) элементов тем, что в условии первых отсутствуют непосредственные данные о качественном и количественном составе искомого вещества. Качественный состав искомого вещества определяется на основе косвенных данных и с учетом закона сохранения массы вещества; количественный состав его определяется, исходя из формул веществ, получившихся в результате горения вещества. Задачи данного типа можно решать, используя понятие «моль».

Определите молекулярную формулы углеводорода, если при сжигании 2,2 г его было получено 3,36 л углекислого газа и 3,6 г воды. Плотность вещества по воздуху равна 1,5172. (ответ: пропан) При сжигании в избытке кислорода 3 г углеводорода образовалось 5,4 г воды и оксид углерода (IV). Определите простейшую формулу углеводорода. (Ответ: С2Н6). При полном сжигании 1,45 г органического вещества получено 1,12 л углекислого газа (н. у) и 0,9 воды. Плотность паров этого вещества по водороду 45. Выведите МФ исследуемого вещества. (Ответ: При сжигании 0,5 мольуглеводорода образуются 1,5 моль углекислого газа и такое же количество воды. Плотность вещества по водороду равна 21. Установите молекулярную формулу вещества. (Ответ: С3Н6) При сжигании 28 мл газа получено 84 мл оксида углерода (IV) и 67,5 мг воды. Плотность газа по водороду составляет 21. Какова МФ этого газа. (Ответ: При сгорании 4,3 г образца алкана выделились оксид углерода (IV) объемом при нормальных условиях 6,72 л и 6,3 воды. Определите формулу алкана. (Ответ: При сгорании 6 г паров органического соединения образовалось 8,8 г оксида углерода (IV) и 3,6 г воды. Относительная плотность паров вещества по кислороду составляет 1,88. Определите молекулярную формулу соединения. (Ответ: С2Н4О2). *В результате горения соединения Х массой 13,6 г образовалось 10,6 г карбоната натрия, 6,72 л(н. у.) оксида углерода (IV) и 9 г воды. Определите химическую формулу вещества, если известно, что его молярная масса равна 68 г/моль. (Ответ: С2Н5ОNa. *При сжигании предельного одноатомного спирта объем выделившегося оксида углерода (IV) в 8 раз превосходит объем водорода, выделившегося при действии избытка натрия на такое же количество спирта. Определите структуру спирта, если известно, что в его молекуле имеются три метильные группы. (Ответ: 2-метилпропанол-2 (трет-бутиловый спирт)). *При обжиге на воздухе сложного вещества массой 9,7 образуется оксид массой 8,1 г, растворимый в щелочах, содержащий 80,2% элемента (II) и газ плотность которого по водороду равна 32, обесцвечивающий раствор, содержащий бром массой 16 г. Определите исходное вещество. (Ответ: сульфид цинка). На 1 м3 газа при сгорании расходуется 3 м3 кислорода, и образуется 2 м3 оксида углерода (IV) и 2 м3 водяных паров. Найдите формулу газа. (Ответ: С2Н4). При полном сжигании 0,5 моль углеводорода, относящегося к ацетиленовым углеводородам (алкинам), потребовалось 2 моль кислорода. Установите формулу алкина и назовите его. (Ответ: пропин). При полном сгорании кислородсодержащего органического соединения в кислороде получают 2,24 л (н. у.) углекислого газа и 27 г воды. Известно, что 0,01 моль соединения отвечает массе 0,6 г. Выведите формулу этого соединения. (Ответ: С2Н6О).

3. Вычисление объема кислорода и воздуха в реакции горения органических веществ.

Вычислите, какой объем (в литрах) кислорода потребуется для сжигания 5 л метана. Объему измеряются в одинаковых условиях. (Ответ: 75 л метана). На полное сгорание 0,2 моль алкана пошло107 л (н. у.) воздуха. Выведите формулу алкана. Объемная доля кислорода в воздухе 20,94%. (Ответ: С3Н8). Какой объем воздуха (20 % кислорода по объему) необходим для полного сгорания 2 л бутена? Объемы газов измерены при нормальных условиях. (Ответ: 60 л воздуха). Сколько кислорода будет израсходовано на сжигание 1 м3 газовой смеси, состоящей из 75 % метана,15 % этана и 5 % водорода? (Ответ: 2,05 м3). В одном из месторождений природный газ содержит (по объему) 90 % метана, 5 % этана, 3 % углекислого газа и 2 % азота. Какой объем воздуха необходим для сжигания 1 м3 этого газа? (Объемное содержание кислорода в воздухе принять равным 20 %). (Ответ: 9875 л). Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для сжигания 1 кг бензина? Состав бензина соответствует формуле С8Н18, объемная доля кислорода в воздухе – 21%. (Ответ: 11,7 м3 воздуха). Какой объем воздуха потребуется для полного сжигания 10 л пропан-бутановой смеси (объемные отношения пропана и бутана 1:1). (Ответ:287,5 л). При сгорании цыклопарафина образовался углекислый газ объемом 3,36 л (н. у.). Определите объем кислорода (н. у.), израсходованный в реакции. (Ответ: 5,04 л).

4. Задачи, включающие «цепочку» превращений

Для решения задач включающих «цепочку» превращений, необходимо владеть знаниями о химических свойствах и способах получения органических соединений.

Используя теоретический материал учебника, найдите в изученном материале сведения о возможности перехода веществ (углеводородов и их производных) одного гомологического ряда в вещества другого гомологического ряда. Выясните, при помощи каких реакций возможны такие превращения, при каких условиях они осуществляются, за счет каких факторов (электронное строение молекул, определенные виды связей и т. д.). для ответа используйте таблицу.

Заполненная таблица имеет вид. Колонка № 2 может быть заполнена общими формулами представителей гомологических рядов.

№ п/п	Между какими гомологическими рядами осуществляется генетическая связь	Реакции, лежащие в основе генетической связи.	Условия протекания реакций.	За счет чего возможно превращение веществ.
1	2	3	4	5
1.	Предельные (алканы) → непредельные (алкены)	Дегидрогенизация.	Катализатор (Ni, Pt), высокая температура.	Отрыв атома водорода от углерода по связи С – Н.
2.	Непредельные → предельные	Гидрогенизация	«	Поляризация молекул непредельных углеводородов, смещения π-связи и присоединения атомов водорода.
3.	Предельные (алканы) → циклоалканы (циклопарафины)	Дегидрогенизация	«	Отрыв атомов водорода по σ-связи С – Н при приближении крайних атомов углерода алкана (за счет свободного вращения атомов С вокруг σ-связи С – С).
4.	Циклоалканы → ароматические	Дегидрогенизация	«	Отрыв атомов водорода от углерода по связи С – Н).
5.	Предельные (алканы) → ароматические	Дегидроциклизация	«	См. пункт 3, и дальнейшего процесса отрыва по одному атому водорода от атомов углерода в циклопарафине.
6.	Ароматические → циклоалканы	Гидрогенизация	Катализатор (Ni, Pt, Pd), температура около 3000С	Разрыв всей системы ароматической связи (общей шести π-электронной системы) и появления по одному свободному, неспаренному электрону у атомов углерода).
7.	Непредельные (алкины) → ароматические	Тримеризация ацетилена и его гомологов	Избирательный катализатор, оптимальная температура.	Разрыв π-связей в трех молекулах ацетилена и образования новых связей между освободившимися, неспаренными р-электронами атомов углерода в результате чего образуется единая шестиэлектронная система полуторных связей в молекуле бензола.

Напишите уравнения реакций, имеющих индивидуальные названия: реакция Вюрца, Густавсона, Вагнера, Кучерова, Зелинского, Зелинского – Казанского, Фриделя –Крафтса, Вюрца – Фиттига. (Ответ: 1. реакция Вюрца (получение алканов с большим числом атомов углерода. 2. Реакция Густавсона (получение циклоалканов из дигалогенозамещенных алканов). Реакция Вагнера (окисление непредельных углеводородов раствором перманганата калия (окисление)). 4. Реакция Зелинского ( дегидрогенизация циклоалканов, получение ароматических углеводородов). 5. Реакция Зелинского – Казанского: а) получение бензола из ацетилена, б) превращение циклоалканов в алканы и наоборот. 6. Реакция Фриделя –Крафтса, Вюрца – Фиттига (реакции алкилирования бензола).

5. Углеводороды.