Разбор заданий уровня С5 (органическая химия)

Разбор заданий уровня С5 (органическая химия)

Многолетний опыт подготовки учащихся к ЕГЭ по химии свидетельствует, что задания данной категории наиболее трудны для учащихся. В первую очередь это можно объяснить отсутствием знаний алгоритмов решения задач, неумением выстроить логическую цепочку. Кроме того расчетные навыки старшеклассников, к сожалению, не позволяют им доводить задачи данного уровня сложности до конца. Приведу задания уровня «С5» по некоторым разделам органической химии (10-11 класс) на задачах, условия которых аналогичны тренировочным тестам по химии. В сборниках для подготовки к ЕГЭ либо предложены только ответы, либо кратко сказано о способе решения.

2.1 Предмет «химия», класс-10, темы «Карбоновые кислоты», «Амины. Аминокислоты», тип контроля – уроки зачеты по темам «Карбоновые кислоты», «Аминосоединения», форма контроля – тестирование.

Планируемые образовательные результаты: (предметные) - номенклатура соединений ряда карбоновых кислот, аминов, аминокислот; амфотерность аминокислот, химические свойства аминов, карбоновых кислот, аминокислот; умение определять формулы аминов, карбоновых кислот, аминокислот по предложенным данным; (УДД): личностные - умение понять и оценить формулировку задания, регулятивные: самопроверка теста, коммуникативные: умение признать свои ошибки или адекватно оценить правильный ответ, познавательные: умение сконцентрировать своё внимание на заданных вопросах.

Правила оценки заданий соответствуют оценке заданий ЕГЭ аналогичного уровня (2 балла за правильное решение задачи).

При полном сгорании 22,5 г какой-то а - аминокарбоновой кислоты собрано 13,44 л (н.у.) углекислого газа и 3,36 л (н.у.) азота. Выведите молекулярную формулу исходной аминокислоты.

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем количество (в молях) продуктов реакции через молярный объем.

2. Составляем уравнение реакции (используем общую формулу аминокарбоновой кислоты).

3. По уравнению, зная количество вещества (в молях) выделяющегося азота, определяем количество взятой аминокарбоновой кислоты (в молях).

4. По формуле определяем молярную массу аминокарбоновой кислоты.

5. Определяем молярную массу аминокарбоновой кислоты через относительные атомные массы элементов.

6. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем значение радикала.

7. Методом подбора определяем радикал и составляем формулу искомой аминокарбоновой кислоты, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m_(RCHNH2COOH) =22,5 г RCHNH2COOH m=М*n

√ _(CO2) =13,44 л √ = √ _m*n

√ _(N2) =3,36 л

√ _m=22,4 л/моль

Решение.

1. n_(N2) =√/√ _m=3,36 л/22,4 л/моль=0,15 моль

x моль 0,15 моль

2,3. 2RCHNH₂COOH+ аО₂= вCO₂+ N₂+ d H₂O

2 моль 1 моль

 

x=0, 15*2/1=0, 3 моль

4. М_(RCHNH2COOH) = m/n=22,5 г/0, 3 моль=75 г/моль

1. М_(RCHNH2COOH) =(R+74) г/моль
2. R+74=75, R=75-74=1
3. Следовательно, R=H, получаем формулу CH2NH2COOH (глицин) (можно провести проверку правильности решения через известный объем углекислого газа).

Ответ: CH2NH2COOH

 

Одноосновная карбоновая кислота полностью прореагировала с 3,2 мл метилового спирта (плотность 0,8 г/мл) и образовала 8,16 г органического продукта. Выведите формулу данного продукта.

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем массу метанола (г).
2. Составляем уравнение химической реакции.
3. По уравнению определяем количество вещества (в молях) органического продукта по известной массе метанола.
4. Определяем молярную массу органического продукта по формуле (г/моль).
5. Определяем молярную массу органического продукта через относительные атомные массы.
6. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем R.
7. Методом подбора определяем радикал и составляем формулу органического продукта, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m_(RCOOСH3) =8,16 г RCOOСН₃ m=М*n

√ _(CН3ОН) =3,2 мл √ = m/ρ

ρ _(CН3ОН) =0,8 г/мл

Решение.

1. m_(CН3ОН) ==√*ρ =3,2 мл*0,8 г/мл =2,56 г

2,56 г x моль

2,3. RCOOН + СН3OН= RCOOСН₃+ Н₂O

1 моль 1 моль

М=32 г/моль

m=32 г

x=2, 56 г*1 моль/32 г=0, 08 моль

1. М _(RCOOСH3) = m/n=8,16 г/0, 08 моль=102 г/моль
2. М _(RCOOСH3) =(R+59) г/моль
3. R+59=102; R=102-59=43
4. М (C₃Н₇)=43 г/моль, следовательно, органический продукт будет иметь вид

C₃Н₇COOСН₃

Ответ: C₃Н₇COOСН₃

Одноосновная карбоновая кислота массой 16,1 г прореагировала с этиловым спиртом и образовала 25,9 г сложного органического продукта. Выведите формулу одноосновной карбоновой кислоты.

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

1. По уравнению определяем количество вещества (в молях) одноосновной карбоновой кислоты по известной массе органического продукта.
2. Определяем молярную массу одноосновной карбоновой кислоты по формуле

(г /моль).

1. Определяем молярную массу одноосновной карбоновой кислоты через относительные атомные массы.
2. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем R.
3. Методом подбора определяем радикал и составляем формулу одноосновной карбоновой кислоты, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m_(RCOOH) =16,1 г RCOOН m=М*n

m_(RCOOС2H5) =25,9 г

Решение.

x моль 25,9 г

1,2. RCOOН+ С₂Н₅OН= RCOOС₂Н₅+ Н₂O

1 моль 1моль

М=R+73 г/моль

m= (R+73) г

x=25, 9 /(R+73)

3. М_(RCOOH) = m/n=16,1/25, 9 /(R+73) = 16,1* (R+73) /25, 9 (г/моль)

4. М_(RCOOH) = R+45 (г/моль)

5. (R+45)= 16,1* (R+73) /25, 9

R+45= (16, 1*R+1175,3) /25, 9

25,9*R+1165,5 =16, 1*R+1175,3

25,9*R-16, 1*R=1175,3-1165,5

9,8 *R = 9,8

R = 1

6. Поскольку получили, что R = 1, следовательно, R=Н

Формула искомой кислоты НCOOН

Ответ: НCOOН

2.2 Предмет «химия», класс-10, темы «Карбонильные соединения», «Спирты», тип контроля – урок зачет по теме «Спирты. Карбонильные соединения», форма контроля - тестирование, планируемые образовательные результаты: (предметные) - номенклатура соединений ряда спиртов, карбонильных соединений; химически свойства спиртов, альдегидов; умение определять формулы одноатомных и многоатомных спиртов, альдегидов по предложенным данным; (УДД): личностные - умение понять и оценить формулировку задания, регулятивные: самопроверка теста, коммуникативные: умение признать свои ошибки или адекватно оценить правильный ответ, познавательные: умение сконцентрировать своё внимание на заданных вопросах.

Правила оценки заданий соответствуют оценке заданий ЕГЭ аналогичного уровня.

 

В реакции «серебряного зеркала» приняло участие 9,9 г альдегида, в результате выпало 48,6 г осадка. Выведите формулу данного альдегида.

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

2. По уравнению определяем количество вещества (в молях) альдегида по известной массе осадка.

3. Определяем молярную массу альдегида по формуле (г /моль).

4. Определяем молярную массу альдегида через относительные атомные массы.

5. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем R.

6. Методом подбора определяем радикал и составляем формулу альдегида, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m_(RCOH) =9,9 г RCOН m=М*n

m_(Ag) =48,6 г

Решение.

x моль 48,6 г

1,2. RCOН+ Ag₂O= RCOOН+ 2Ag

1 моль 2моль

М=108 г/моль

m= 216 г

x=48, 6/216 =0,225 моль

1. М _(RCOH) = m/n=9,9 г/0,225 моль =44 (г/моль)
2. М _(RCOH) = (R +29) г/моль
3. R +29=44; R= 44-29=15 (г/моль)
4. Так как R=15 г/моль, следовательно, R= CH₃ , формула искомого альдегида имеет вид CH₃COН

Ответ: CH₃COH

Выведите формулу двухатомного спирта, если в результате взаимодействия его 9,3 г с металлическим кальцием удалось собрать 3,36 л (н.у.) газа.

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

2. По уравнению определяем количество вещества (в молях) двухатомного спирта по известному объему газа.

3. Определяем молярную массу двухатомного спирта по формуле (г /моль).

4. Определяем молярную массу двухатомного спирта через относительные атомные массы.

5. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем R.

6. Методом подбора определяем радикал и составляем формулу двухатомного спирта, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m _{(спирта)} =9,3 г вещество m=М*n

√ _(CO2) =3, 36 л √ = √ _m*n

√ _m =22, 4 л/моль

Решение.

x моль 3,36 л

1,2. RCН-CН₂+ Ca= RCН-CН₂ + Н₂

ǀ ǀ ǀ ǀ 1моль

OH OH O O √ _m =22, 4 л/моль

1 моль \ / √=22, 4 л

Ca

x=3, 36/22, 4= 0, 15 моль

3. М _{(спирта)} = m/n=9,3 г/ 0, 15 моль = 62 (г/моль)

4. М _{(спирта)} = (R+61) г/моль

5. R+61=62

6. R=1, то есть искомым двухатомным спиртом будет CН₂OH -CН₂OH

Ответ: CН₂OH -CН₂OH

Выведите формулу предельного одноатомного спирта, при взаимодействии 27,6 г которого с бромоводородом было получено 65,4 г монобромпроизводного алкана.

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

2. По уравнению определяем количество вещества (в молях) одноатомного спирта по известной массе бромалкана.

3. Определяем молярную массу одноатомного спирта по формуле (г /моль).

4. Определяем молярную массу одноатомного спирта через относительные атомные массы.

5. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем n.

6. Составляем формулу одноатомного спирта, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m _{(CnH2n+1 OH)}=27,6 г вещество m=М*n

m _{(CnH2n+1 Br)} =65,4 г

Решение.

x моль 65,4 г

1,2. C _nН_2n+1OН+ HBr = C _nН_2n+1Br+ H₂O

1 моль 1 моль

М=14*n+81 (г/моль)

m= 14*n+81 (г)

x=65, 4 / 14*n+81

3. М_{(CnH2n+1 OH)}= m/n=27,6 г/65, 4 / (14*n+81) г/моль

4. М_{(CnH2n+1 OH)}= (14*n+18) г/моль

5. 14*n+18=27,6 /65, 4 / (14*n+81)

14*n+18=27,6*(14*n+81) /65, 4

14*n+18=(386,4*n+2235,6) /65, 4

915,6*n+ 1177,2 = 386,4*n+2235,6

915,6*n-386,4*n=2235,6-1177,2

529,2 *n = 1058,4

n =2

6. Формула искомого предельного одноатомного спирта имеет вид

C ₂Н₅OН

Ответ: C ₂Н₅OН

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

1. По уравнению определяем количество вещества (в молях) альдегида по известной массе осадка.

2. Определяем молярную массу альдегида по формуле (г /моль).

3. Определяем молярную массу альдегида через относительные атомные массы.

4. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем R.

5. Определяем радикал и составляем формулу альдегида, записываем ответ в задаче.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m_(RCOH) =11,6 г RCOН m=М*n

m_{(осадка)} =28,8 г

Решение.

x моль 28,8 г

1,2. RCOН+ 2Cu (OН)₂= RCOOН+ Cu₂O+ 2Н₂O

1 моль 1моль

М=144 г/моль

m= 144 г

x=28, 8/144 =0, 2 моль

3. М _(RCOH) = m/n=11,6 г/0,2 моль =58 (г/моль)

4. М _(RCOH) = (R +29) г/моль

5. R +29=58 R= 58-29=29 (г/моль)

6. Так как R=29 (г/моль), следовательно, R= C₂H₅ , формула искомого альдегида имеет вид C₂H₅COН

Ответ: C₂H₅COН

2.3 Предмет «химия», класс-10, темы «Углеводороды», тип контроля – урок зачет по теме «Классы углеводородов», форма контроля - тестирование, планируемые образовательные результаты: (предметные) – номенклатура углеводородов; химические свойства углеводородов; умение определять формулы углеводородов по предложенным данным; (УДД): личностные - умение понять и оценить формулировку задания, регулятивные: самопроверка теста, коммуникативные: умение признать свои ошибки или адекватно оценить правильный ответ, познавательные: умение сконцентрировать своё внимание на заданных вопросах.

Правила оценки заданий соответствуют оценке заданий ЕГЭ аналогичного уровня.

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем количество (в молях) продуктов реакции через молярный объем для углекислого газа и через плотность и массу для воды.

2. Составляем химическое уравнение.

3. Определяем количество исходного арена через известное количество вещества (в молях) углекислого газа и воды.

4. Приравниваем выраженные количества арена (в молях), составляем формулу искомого арена, если в нем один предельный заместитель (радикал).

5. Записываем ответ задачи.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

√ _(Н2O) =3,6 мл C_nH_2n-6 m=М* n

√ _m=22,4 л/моль √ = √ _m*n

√ _(CO2) =7, 168 л √ = m/ρ

Решение.

1. n_(CO2) =√/√ _m=7,168 л/22,4 л/моль=0,32 моль

m _(Н2O) =√*ρ =3,6 мл*1 г/мл=3,6 г

n _(Н2O) = m /М= 3,6 г/18 г/моль =0,2 моль

 

x моль 0,32 моль 0,2 моль

2. C_nH_2n-6 +(3n-3)/2 O₂ = n CO₂+ (n-3)H₂O

1 моль n моль (n-3) моль

3. x=0, 32 / n с одной стороны и x=0, 2/ (n-3) с другой стороны.

4. 0, 32 / n = 0, 2/ (n-3)

0,32*(n-3) / n*(n-3) =0,2*n/ n*(n-3)

(0,32* n- 0,96) / n*(n-3)= 0,2*n/ n*(n-3)

0, 12* n=0,96; n=8, то есть C₈H₁₀

Так как по условию задачи в арене есть один предельный заместитель, то формула будет иметь вид C₆H₅ C₂H_{5 (этилбензол).}

Ответ: C₆H₅ C₂H₅

2. Неизвестный алкин полностью обесцвечивает 300 г 3,2 % -го раствора брома в хлороформе, при этом образуя 10,8 г тетрабромпроизводного. Выведите формулу непредельного углеводорода.

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем массу исходного раствора брома (г) по формуле.

2. Составляем уравнение химической реакции. Определяем по уравнению количество вещества (в молях) полученного тетрабромпроизводного.

3. Определяем молярную массу тетрабромпроизводного по формуле.

4. Определяем молярную массу тетрабромпроизводного через относительные атомные массы элементов.

5. Приравниваем полученные значения молярных масс, определяем n.

6. Составляем формулу искомого алкина, записываем ответ задачи.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m _{р-ра (Br2)}=300 г C_nH_2n-2 m=М*n

m _{(CnH2n-2 Br4)} =10,8 г ω= m _в-ва / m _р-ра

ω_(Br2)= 3,2% =0,032 √ = m/ρ

Решение.

1. m _{в-ва (Br2)}= ω* m _р-ра =300 г*0,032=9,6 г

 

9,6 г x моль

1. C_nH_2n-2 + 2Br₂= C_nH_2n-2Br₄

2 моль 1 моль

М=160 г/моль

m=320 г

x =9, 6 /320 = 0, 03

 

3. М _{(CnH2n-2 Br4)} = m/n=10,8 г/0, 03 моль = 360 (г/моль)

4. М _{(CnH2n-2 Br4)} =(14*n+318) г/моль

5. 14*n+318=360; 14*n=360-318=42; n=3

6. Составляем формулу искомого алкина C₃H₄

Ответ: C₃H₄

 

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции. Определяем по уравнению количество вещества (в молях) взятого алкена.

2. Определяем количество вещества (в молях) алкена по формуле.

3. Приравниваем значения количеств веществ алкена, определяем n.

4. Составляем формулу искомого алкена, записываем ответ задачи.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

√ _(CnH2n)=0, 672 л C_nH_2n m=М*n

√ _m=22,4 л/моль √ = √ _m*n

m _{(CnH2n Cl2)} =3,39 г

 

Решение.

 

x моль 3,39 г

1. C_nH_2n+ 2Cl₂= C_nH_2n Cl₂

1 моль 1 моль

М=(14*n+71) г/моль

m= (14*n+71) г

x =3, 39 / (14*n+71)

2. n _(CnH2n)= √ /√ _m=0, 672 л/22,4 л/моль = 0,03 моль

3. 3, 39 / (14*n+71)= 0, 03

0, 03* (14*n+71)= 3, 39

0, 42*n+ 2,13=3,39; 0, 42*n=1,26; n=3

4. Составим формулу искомого алкена C₃H₆

Ответ: C₃H₆

 

 

При взаимодействии одного количества алкена с разными галогеноводородами образуется 7,85 г хлорпроизводного или 12,3 г бромпроизводного соответственно. Определите молекулярную формулу исходного алкена.

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции взаимодействия алкена с хлором. Определяем по уравнению количество вещества (в молях) взятого алкена (по известной массе хлорпроизводного),

2. Составляем уравнение химической реакции взаимодействия алкена с бромом.

Определяем по уравнению массу вещества взятого алкена (по известной массе бромпроизводного).

3. Определяем молярную массу алкена по формуле.

4. Определяем молярную массу алкена через относительные атомные массы элементов.

5. Приравниваем значения выраженных молярных масс алкена, определяем n.

6. Составляем формулу искомого алкена, записываем ответ задачи.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m ₍C_nH_{2n +1}Cl₎=7,85 г C_nH_2n m=М*n

m ₍C_nH_{2n +1}Br₎ = 12,3 г

 

Решение.

 

x моль 7,85 г

1. C_nH_2n+ HCl= C_nH_2n+1Cl

1 моль 1 моль

М=(14*n+36,5) г/моль

m= (14*n+36, 5) г

x =7, 85 / (14*n+36, 5)

 

x г 12,3 г

2. C_nH_2n+ HBr = C_nH_2n+1Br

1 моль 1 моль

М =(14*n) г/моль М=(14*n+81) г/моль

m= (14*n) г m= (14*n+81) г

x =12, 3*(14*n) / (14*n+81) = 172, 2*n/ (14*n+81)

3. М _(CnH2n) =172, 2*n/(14*n+36, 5) /7, 85 /(14*n+81)=172, 2*n*(14*n+81) /7, 85*(14*n+36, 5) (г/моль)

4. М _(CnH2n) =14*n (г/моль)

5. 14*n=172, 2*n*(14*n+81) /7, 85*(14*n+36, 5)

109,9*n*(14*n+81)=172,2*n*(14*n+36, 5)

1538,6*n²+8901,9*n =2410,8*n²+6285,3*n

8901,9*n -6285,3*n =2410,8*n²-1538,6*n²

2616,6*n =872,2*n² n =3

6. Составим формулу искомого алкена C₃H₆

Ответ: C₃H₆

Установите молекулярную формулу алкена и продукта его взаимодействия с 1 моль бромоводорода, если монобромпроизводное имеет относительную плотность по воздуху 4,24. Укажите название изомера исходного алкена.

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем молярную массу монобромпроизводного через известную относительную плотность паров по воздуху.

2. Составляем уравнение реакции.

3. Определяем молярную массу монобромпроизводного через относительные атомные массы.

4. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем n.

5. Составляем формулу алкена, называем его, определяем формулу монобромпроизводного.

 

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

D_(возд) =4,24 формулу вещества m=М* n

M _(возд) =29 г/моль D _(возд) = М (в-ва) /M _(возд)

n _(HBr) =1моль √ = √_m* n

Решение.

1. М (в-ва)= D _(возд) * M _(возд) =4,24 *29 г/моль = 122, 96 г/моль = 123 г/моль

 

1. C_nH_2n+ HBr= C_nH_2n+1Br
2. М ₍C_nH_2n+1Br₎= (14*n+81) г/моль
3. (14*n+81)=123

14*n=123-81=42 n=3

5.Составляем формулу алкена C₃H₆ (пропен), формула монобромпроизводного C₃H₅Br

Ответ: C₃H₆ (пропен), C₃H₅Br

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции взаимодействия алкена с хлором. Определяем по уравнению количество вещества (в молях) алкена через известную массу дихлорпроизводного.

2. Составляем уравнение химической реакции взаимодействия алкена с бромом. Определяем по уравнению количество вещества (в молях) алкена через известную массу дибромпроизводного.

3. Приравниваем полученные значения количеств вещества, определяем n.

4. Составляем формулу искомого алкена, записываем ответ задачи.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m _{(CnH2n Cl2)}=56,5 г C_nH_2n-2 m=М*n

m _{(CnH2n Br2)} =101 г

 

Решение.

x моль 56,5 г

1. C_nH_2n + Cl₂= C_nH_2n Cl₂

1 моль 1 моль

М=(14*n+71) г/моль

m= (14*n+71) г

x=56, 5/ (14*n+71)

x моль 101 г

1. C_nH_2n + Br₂= C_nH_2n Br₂

1 моль 1 моль

М= (14*n+160) г/моль

m= (14*n+160) г

x =101 / (14*n+160)

 

3. 56, 5/ (14*n+71)= 101 / (14*n+160)

56, 5*(14*n+160)= 101*(14*n+71)

791*n+9040=1414*n+7171

1414*n-791*n=9040-7171

623*n=1869 n=3

4. Оставляем формулу искомого алкена, получаем C₃H₆

Ответ: C₃H₆

Алгоритм решения задачи.

1. Составляем уравнение химической реакции.

2. По уравнению определяем количество вещества (в молях) алкана по известной массе монобромпроизводного.

3. Определяем молярную массу алкана по формуле (г /моль).

4. Определяем молярную массу алкана через относительные атомные массы.

5. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем n.

6. Составляем формулу алкана, записываем ответ в задаче

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

m _(CnH2n+2)=1,74 г C_nH_2n+2 m=М*n

m _{(CnH2n+1 Br)} =4,11г

Решение.

x моль 4,11г

1,2. C _nН_2n+2+ Br₂= C _nН_2n+1Br+ HBr

1 моль 1 моль

М=14*n+81 (г/моль)

m= (14*n+81) (г)

x=4, 11/ 14*n+81

3. М_(CnH2n+2)= m/n=1,74/4,11/ (14*n+81) (г/моль)

4. М_(CnH2n+2)= (14*n+2) г/моль

5. 14*n+2=1,74/4,11/ (14*n+81)

4,11*(14*n+2)= 1,74*(14*n+81)

57,54*n+8,22=24,36*n+140,94

57,54*n-24,36*n=140,94-8,22

33,18*n=132,72 n=4

6. Формула искомого предельного алкана имеет вид C ₄Н₁₀

Ответ: C ₄Н₁₀

Алгоритм решения задачи.

1. Определяем молярную массу диена через известную относительную плотность паров по воздуху.

2. Определяем молярную массу монобромпроизводного через относительные атомные массы.

3. Приравниваем значения молярных масс, решаем уравнение и определяем n.

4. Составляем формулу диена, называем его, определяем формулу монобромпроизводного.

Решение задачи.

Дано. Найти. Формулы.

D_(возд) =1,862 C_nH_2n-2 m=М* n

M _(возд) =29 г/моль D _(возд) = М (в-ва) /M _(возд)

√ = √_m* n

Решение.

1. М (в-ва)= D _(возд) * M _(возд) =1,862*29 г/моль = 54 (г/моль)

2. М ₍C_nH_2n-2)= (14*n-2) (г/моль)

3. (14*n-2)=54

14*n=54+2=56 n=4

4. Составляем формулу диена C₄H₆

Ответ: C₄H₆

3. Задания уровня С1

Главной особенностью данного вида заданий является то, что они требуют от учащихся не только применения стандартных знаний (расстановка степеней окисления у элементов, составление баланса, определение окислителя и восстановителя), но и осмысления задания, а именно, умения правильно добавить пропущенные формулы веществ. Приведу общий алгоритм выполнения данного вида заданий, затем 20 разных примеров с описанием их разбора методом электронного баланса.

Предмет «химия», класс-11, темы «Окислительно-восстановительные реакции», тип контроля – урок зачет по теме «Окислительно-восстановительные реакции», форма контроля - тестирование, планируемые образовательные результаты:

а) обучающиеся должны знать определения понятий: окислительно-восстановительная реакция, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление;

б) уметь прогнозировать окислительно-восстановительные свойства на примере различных элементов;

в) уметь расставлять коэффициенты методом электронного баланса;

УДД: личностные - умение понять и оценить формулировку задания, регулятивные: самопроверка теста, коммуникативные: умение признать свои ошибки или адекватно оценить правильный ответ, познавательные: умение сконцентрировать своё внимание на заданных вопросах.

Правила оценки заданий соответствуют оценке заданий ЕГЭ аналогичного уровня, то есть 1 балл.

 

Алгоритм решения задачи.

1. Расставляем степени окисления у элементов в данных веществах, пользуясь общепринятыми правилами.

2. Рассуждаем, какие элементы не образовали веществ, составляем формулы вместо пропусков.

3. Составляем электронный баланс, определяем восстановитель и окислитель.

4. Расставляем коэффициенты, при необходимости не забываем суммировать элементы, которые могут находиться в нескольких веществах.

Образцы заданий С1 (20 вариантов с решением).

1.Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

H₂O₂ + H₂SO₄ +KMnO₄ = Mn SO₄ + O₂ + …+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. H₂⁺ O₂ ^-+ H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+K⁺Mn⁺⁷O₄^-2= Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+ O₂⁰+ …+…

Степени окисления изменили кислород (в перекиси водорода) и марганец в перманганате калия. То есть восстановитель и окислитель присутствуют.

2. Теперь проанализируем, какие вещества еще образуются. Одно из них будет водой, что вполне очевидно, представлена реакция между кислотой и солью. Так как калий не образовал соединения, значит, вторым веществом будет соль калия, а именно, сульфат, так как реакция проходила с серной кислотой. Получаем схему реакции:

H₂⁺ O₂ ^-+ H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+K⁺Mn⁺⁷O₄^-2= Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+ O₂⁰+ H₂⁺ O^-2 + K₂⁺S⁺⁶O₄^-2

3. Составим электронный баланс:

2O ^– -2e=O ₂⁰ 5 восстановитель

Mn⁺⁷+5 e= Mn⁺² 2 окислитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забываем суммировать атомы серы при расстановке коэффициентов!

5 H₂O₂ + 3 H₂SO₄ + 2 KMnO₄ = 2 Mn SO₄ + 5 O₂ + 8 H₂O + K₂SO₄

 

2.Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

FeCl₂+HCl +K₂Cr₂O₇ = FeCl₃+ CrCl₃ + …+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. Fe⁺²Cl₂^-+H⁺Cl^- +K₂⁺Cr₂⁺⁶O₇^-2 = Fe⁺³Cl₃^-+ Cr⁺³Cl₃^- + …+…

Степени окисления изменили железо (в хлориде железа II) и хром в бихромате калия. То есть восстановитель и окислитель присутствуют.

2. Теперь проанализируем, какие вещества еще образуются. Одно из них будет водой, что вполне очевидно, представлена реакция между кислотой и солью. Так как калий не образовал соединения, значит, вторым веществом будет соль калия, а именно, хлорид, так как реакция проходила с соляной кислотой. Получаем схему реакции:

3. Fe⁺²Cl₂^-+H⁺Cl^- +K₂⁺Cr₂⁺⁶O₇^-2 = Fe⁺³Cl₃^-+ Cr⁺³Cl₃^-+ K⁺Cl^- + H₂⁺ O^-2

3. Составим электронный баланс:

Fe⁺² – e = Fe⁺³ 6 восстановитель

2Cr⁺⁶+6 e= 2Cr ⁺³ 1 окислитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забываем суммировать атомы хлора в правой части уравнения при расстановке коэффициентов!

6 FeCl₂+ 14 HCl +K₂Cr₂O₇ = 6 FeCl₃+ 2 CrCl₃+ 2 KCl + 7 H₂O

 

3.Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

KMnO₄+ H₂SO₄ +KI= Mn SO₄ +I₂+…+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ K⁺I^- = Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+I₂⁰+…+…

Степени окисления изменили марганец и йод. То есть восстановитель и окислитель присутствуют.

2. Теперь проанализируем, какие вещества еще образуются. Одно из них будет водой, что вполне очевидно, представлена реакция между кислотой и солью. Так как калий не образовал соединения, значит, вторым веществом будет соль калия, а именно, сульфат, так как реакция проходила с серной кислотой. Получаем схему реакции:

K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ K⁺I^- = Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+I₂⁰+ K₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ H₂⁺ O^-2

3. Составим электронный баланс:

Mn⁺⁷+5 e= Mn⁺² 2 окислитель

2I^-–2 e = I₂⁰ 5 восстановитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забываем суммировать атомы серы в правой части уравнения при расстановке коэффициентов!

2 KMnO₄ + 8 H₂SO₄+ 10 KI= 2 MnSO₄+ 5 I₂+ 6 K₂SO₄+ 8 H₂O

4. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

KI+ K₂Cr₂O₇+ H₂SO₄ = I₂+ Cr₂ (SO₄) ₃+…+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. K⁺ I ^- + K₂ ⁺ Cr₂ ⁺⁶ O₇ ^-2 + H₂⁺S⁺⁶O₄^-2= I₂⁰+ Cr₂ ⁺³(S ⁺⁶ O₄ ^-2) ₃+…+…

Степени окисления изменили марганец и йод. То есть восстановитель и окислитель присутствуют.

2. Теперь проанализируем, какие вещества еще образуются в данной реакции. Одно из них будет водой, что вполне очевидно, так как представлена реакция между кислотой и солью. Так как калий не образовал соединения, значит, вторым веществом будет соль калия, а именно, сульфат, так как реакция проходила с серной кислотой. Получаем схему реакции:

K⁺ I ^- + K₂ ⁺ Cr₂ ⁺⁶ O₇ ^-2 + H₂⁺S⁺⁶O₄^-2= I₂⁰+ Cr₂ ⁺³(S ⁺⁶ O₄ ^-2) ₃ + K₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ H₂⁺ O^-2

3. Составим электронный баланс:

2Cr⁺⁶+6 e= 2Cr ⁺³ 1 окислитель

2I^-–2 e = I₂⁰ 3 восстановитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забываем суммировать атомы серы в правой части уравнения при расстановке коэффициентов!

6 KI+ K₂Cr₂O₇+ 7 H₂SO₄= 3 I₂+ Cr₂ (SO₄) ₃+ 4 K₂SO₄+ 7 H₂O

5. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

H₂SO₄+ KMnO₄+Na₂ SO₃= Na₂ SO₄+ Mn SO₄ +…+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + Na₂⁺ S⁺⁴O₃^-2= Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+ Na₂⁺ S⁺⁶O₄^-2 + … + …

2. Теперь проанализируем, какие вещества еще образуются в данной химической реакции. Одно из них будет водой, что вполне очевидно, так как представлена реакция между кислотой и солью. Так как калий не образовал соединения, значит, вторым веществом будет соль калия, а именно, сульфат, так как реакция проходила с серной кислотой. Получаем схему реакции:

H₂⁺S⁺⁶O₄^-2+ K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + Na₂⁺ S⁺⁴O₃^-2 = Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2+ Na₂⁺ S⁺⁶O₄^-2+ H₂⁺ O^-2+ K₂⁺S⁺⁶O₄^-2

3. Составим электронный баланс:

Mn⁺⁷+5 e= Mn⁺² 2 окислитель

S⁺⁴ –2 e = S⁺⁶ 5 восстановитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забываем суммировать атомы серы в правой части уравнения при расстановке коэффициентов!

3 H₂SO₄+ 2 KMnO₄ + 5 Na₂SO₃= 2 MnSO₄+ 5 Na₂SO₄+ 3 H₂O+ K₂SO₄

6. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

K₂Cr₂O₇+ H₂O+ H₂S= S+ Cr(OH)₃+... [3]

Алгоритм решения задачи.

1. K₂⁺ Cr₂⁺⁶O₇^-2+ H₂⁺O^-2+ H₂⁺S^-2= S ⁰+ Cr⁺³(O^-2H⁺)₃+…

2. Теперь проанализируем, какое вещество еще образуются. Так как калий не образовал соединения, значит, определяемым веществом будет соединение калия, а именно, гидроксид калия, так как реакция проходила в водном растворе. Получаем схему реакции:

K₂⁺ Cr₂⁺⁶O₇^-2+ H₂⁺O^-2+ H₂⁺S^-2= S ⁰+ Cr⁺³(O^-2H⁺)₃+ K⁺O^-2H⁺

3. Составим электронный баланс:

2Cr⁺⁶+6 e= 2Cr ⁺³ 1 окислитель

S^-2-2 e= S ⁰ 3 восстановитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию.

K₂Cr₂O₇+ H₂O+ 3 H₂S= 3 S + 2 Cr(OH)₃+ 2 KOH

 

7. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

KMnO₄+ H₂O+ Na₂ SO₃= Na₂ SO₄+ MnO₂+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + H₂⁺O^-2+ Na₂⁺ S⁺⁴O₃^-2 = Mn⁺⁴O₂^-2 + Na₂⁺ S⁺⁶O₄^-2 + …

2. Теперь проанализируем, какое вещество еще образуется. Так как калий не образовал соединения, значит, определяемым веществом будет соединение калия, а именно, гидроксид калия, так как реакция проходила в водном растворе. Получаем схему реакции:

K⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + H₂⁺O^-2+ Na₂⁺ S⁺⁴O₃^-2 = Mn⁺⁴O₂^-2 + Na₂⁺ S⁺⁶O₄^-2 + K⁺O^-2H⁺

3. Составим электронный баланс:

Mn⁺⁷+3 e= Mn⁺⁴ 2 окислитель

S^-2-2 e= S ⁰ 3 восстановитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию.

2 KMnO₄ + H₂O+ 3 Na₂SO₃= 2 MnO₂ + 3 Na₂SO₄ + 2 KOH

8. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

Mn(NO₃) ₂+HNO₃+PbO₂=HMnO₄+Pb(NO₃) ₂+… [3]

Алгоритм решения задачи.

1. Mn⁺²(N⁺⁵O₃^-2) ₂+ H⁺N⁺⁵O₃^-2+Pb⁺⁴O₂^-2 = H⁺ Mn⁺⁷O₄^-2 + Pb⁺²(N⁺⁵O₃^-2) ₂+…
2. Теперь проанализируем, какое вещество еще образуется. Так как реакция проходила между сильным окислителем и солью, значит, веществом будет вода.

Получаем схему реакции:

Mn⁺²(N⁺⁵O₃^-2) ₂+ H⁺N⁺⁵O₃^-2+Pb⁺⁴O₂^-2 = H⁺Mn⁺⁷O₄^-2 + Pb⁺²(N⁺⁵O₃^-2) ₂+ H₂⁺O^-2

3. Составим электронный баланс:

Mn⁺²-5 e= Mn⁺⁷ 2 восстановитель

Pb⁺⁴+2 e= Pb⁺² 5 окислитель

4. Расставляем коэффициенты в исходную реакцию, не забывая суммировать азоты азота в левой части уравнения.

2 Mn(NO₃) ₂+ 6 HNO₃+ 5 PbO₂= 2 HMnO₄ + 5 Pb(NO₃) ₂+ 2 H₂ O

 

9. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

Zn+ H₂SO₄+ HNO₃