--PAGE_BREAK--По практической направленности курса. Программа позволяет осуществить эвристические пробы и сформировать практическую деятельность школьников в изучаемой области знаний.
По связности и систематичности учебного материала. Развертывание содержания знаний в программе структурировано таким образом, что изучение всех последующих тем обеспечивается предыдущими, а между частными и общими знаниями прослеживаются связи.
По соответствию способа развертывания учебного материала стоящим впрограмме задачам.Способ развертывания содержания учебного материала соответствует стоящим в программе целям обучения: формирования теоретического и эмпирического мышления обучающихся и определяется объективным уровнем развития научных знаний.
По выбору методов обучения. Программа дает возможность проведения эвристических проб, что обеспечивается ее содержанием и использованием в преподавании активных методов обучения.
По степени контролируемости. Программа обладает достаточной для проведения контроля:
- операциональностью и иерархичностью включенных в нее знаний;
- конкретностью определения результатов подготовкипо каждой из
ведущих тем или по программе в целом.
По чувствительности к возможным сбоям. Программа дает возможность установить степень достижения промежуточных и итоговых результатов и выявить сбой в прохождении программы в любой момент процесса обучения.
По реалистичности с точки зрения ресурсов. Материал программы распределен во времени с учетом его достаточности для качественного изучения знаний и получения запланированных результатов; устранения возможных при прохождении программы сбоев; использования наиболее эффективных (активных) методов обучения.
По эффективности затрат времени на реализацию учебного курса.Программой определена такая последовательность изучения знаний, которая является наиболее «коротким путем» в достижении целей. Это последовательность, при которой на восстановление забытых или уже утраченных знаний не нужно будет тратить много времени; изучение новых знаний будет опираться на недавно пройденный и легко восстанавливающийся в памяти учебный материал.
2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10-Х КЛАССОВ «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ»
2.1.АННОТАЦИЯ
В работе представлена программа элективного курса для учащихся 10-х классов «Решение задач по органической химии повышенного уровня сложности» в соответствии с концепцией профильного обучения в 10-11 классах. Показаны некоторые способы и приемы решения задач. Наиболее полно показан метод обучения решения задач с помощью самостоятельного составления условия задач с последующей самопроверкой.
Работа предназначена учителям химии, а также может быть полезна студентам педагогических вузов и колледжей.
2.2.ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Необходимость разработки элективного курса для учащихся 10-х классов «Решение задач по органической химии повышенного уровня сложности» обусловлена несколькими причинами. В соответствии с базисным учебным планом полной средней школы на изучение химии за 2 года теперь выделяется 70 часов. Поэтому в содержании курса химии в 10-11-х классах представлены только основополагающие химические теоретические знания, включающие самые общие сведения. По различным причинам в школах не всегда есть возможность организации профильных классов с углубленным изучением химии. Т.к. сдача вступительного экзамена по химии становится для многих учащихся серьезной проблемой, элективные курсы помогают преодолеть разрыв между требованиями приемных комиссий вузов и реальными возможностями выпускников. Подготовка к экзамену без посторонней помощи достаточно сложна, и особую трудность здесь представляет решение задач. Основная цель данных элективных курсов — сформировать необходимые умения и навыки для решения расчетных задач и для проверки решения. Решение задач рассматривается не как самоцель, а как один из методов изучения химии.
В программе учтено, что с некоторыми опорными знаниями учащиеся уже познакомились в курсе химии за 8-9 класс. Содержание курса отбиралось с целью дальнейшего углубления и расширения знаний по химии, и дополняют материал, получаемый на уроках химии в 10-м классе (курс органической химии). Начиная с задач, химическое содержание которых простое и доступное и математический аппарат несложен, формируем базовые умения и навыки решения задач, а затем переходим к решению сложных задач (конкурсных и олимпиадных).
Важно отметить, что в зависимости от уровня подготовленности учащихся часы на прохождение той или иной темы, а также формы занятий и виды деятельности можно варьировать.
Цели данного элективного курса: коррекция и углубление имеющихся химических знаний, ликвидация пробелов, обучение решению задач, систематизация знаний, выработка целостного взгляда на химию, усвоение
материала повышенного уровня сложности, развитие творческой активности и инициативности.
Формами отчетности по изучению данного элективного курса могут быть: зачет по решению задач, составление сборничков авторских задач учащихся (с решениями), конкурс числа решенных задач.
Пройдя данный курс, учащиеся смогут решать задачи повышенного уровня сложности.
2.3.УЧЕБНЫЙ ПЛАН.
№
раздел
кол-во
часов
форма
контроля
1
Вычисления, без использования химических уравнений.
8
Входной контроль. Составление и решение задач.
2
Вычисления по уравнениям реакций.
16
Составление и решение задач.
3
Решение олимпиадных и конкурсных задач.
10
Конкурс числа решенных задач.
итого:
34
2.4.УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.
*В теме №3 используются уравнения сгорания веществ.
2.5.МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОДЕРЖАНИЮ И ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ
Решение задач по химии необходимо использовать как предлог для побуждения к самостоятельному поиску информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов интернета) для объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве, для определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий, для критической оценки химической информации, поступающей из различных источников.
В процессе обучения решению задач по химии необходимо проверять степень усвоения материала по свойствам веществ, т.к. без полного овладения данными знаниями работа будет бесполезной.
Кроме знакомства с алгоритмами решения задач необходимо познакомить учеников с приемами, которые облегчают понимание условия задачи, произведение расчетов и поверку решения. К ним относятся рисунок-схема задачи, оформление в виде таблицы, самопроверка и составление условия задачи как способ отработки навыка решения задач.
Самостоятельная деятельность по составлению условий задач учащимися как один из методов обучения решает несколько проблем, одной из которых является индивидуальный подход. Это позволяет уделить внимание слабоуспевающим ученикам и не затормозить развитие сильных. Кроме этого решая задачу в прямом и обратном порядке, учащиеся лучше отрабатывают навык решения и самопроверки задач.
Тема 1. Вычисления, связанные с понятием количество вещества, молярный объем и относительная плотность газа.
Основные понятия, законы и формулы: абсолютная атомная (молекулярная) масса, относительная атомная (молекулярная) масса, количество вещества, моль, число Авагадро, молярный объем, нормальные условия, плотность,
относительная плотность, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.
Выбираем любое органическое вещество, которое при н.у. является газом. и на его примере выполняем необходимые вычисления. Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.
Пример: Метан, CH4.
Mr(CH4)=16, т.е. молекула метана в 16 раз тяжелее одной двенадцатой массы атома 12C;
М(CH4)=16 г/моль, т.е. 16г будут весить 6,02. 1023 молекул.
Пусть взяли 11,2л метана (берем «удобную» величину)
n(CH4)=V/Vm=11,2/22,4=0,5 (моль);
N(CH4)=Na.n=6,02.1023.0,5=3,01.1023;
m(CH4)=M.n=16.0,5=8 (г);
V(CH4)=Vm.n=22,4.0,5=11,2(л)-проверка; показываем на объемной модели;
p(CH4)=m/V=8:11,2=0,71 (г/л) или22,4л-16г => 16:22,4=0,71(г/л);
1 л –x г
DH2 (CH4)=M CH4 .M H2=16:2=8.
При н.у. 1л метана весит 0,71г.
Как изменится объем, если увеличить давление до 202,6 кПа?
P0.V0=P.V => V=P0.V0/P=101,3.1:202,6=0,5 (л) обратная пропорциональность;
Как изменится объем, если понизить температуру до -50С?
V0/T0=V/TV=V0 .T/T0=1.(273-5)/273=0,98(л) прямая пропорциональность.
В закрытом баллоне метан находится при температуре 70С. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление баллона внутри увеличилось на 10%
P 1/T1=P2/T2T2=P2 .T1/P1=(1+0,1).(273+7)/1=308K =>308-273=350C.
Какой объем будет занимать метан массой 32г при 170С (T=17+273=290K) и 750 мм.рт.ст. (760 мм.рт.ст. – 1,013.105 Па, а 750 мм.рт.ст.—x Па; Р =0,99967.105 Па)?
VP=mRT/M=nRT =>V=mRT/MP=32.8,31.290/16.99967=0,0482(м2).
На основе предыдущей задачи составляем условие и решаем.
Вычислите молярную массу газа, 48,2л которого при 170С и давлении 99,967кПа имеют массу 32г.
Решение:
VP=mRT/M => M=mRT/PV=32.8,31.290/99967.0,0482=16(г/моль).
Тема 2. Вычисления, связанные с использованием долей.
Основные понятия, законы и формулы: массовая доля, молярная доля, объемная доля, средняя молярная масса смеси, раствор, растворимость.
Выбираем любые несколько органических веществ, которые при н.у. являются газами. и на их примере выполняем необходимые вычисления. Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.
Разбираем понятие доля (часть) и целое.
целое – 1 или 100%,
часть – доля от 1 или от 100%.
Пример: возьмем смесь 1л метана и 2л этана
Чему равна объемная доля метана?
u= V(CH4)/V(CH4)+ V(C2H6)=1:(1+2)=0,33 или 33%.
Чему равна молярная доля метана?
n(CH4)=V/Vm=1: 22,4=0,045(моль); n(C2H6)=2:22,4=0,09(моль)
х(CH4)= n(CH4)/n(CH4)+ n(C2H6)=0,045:(0,045+0,09)=0,33 или 33%.
Чему равна массовая доля метана?
m(CH4)=0,045.16=0,72(г); m(C2H6)=0,09.30=2,7(г);
w =m(CH4)/m(CH4)+ m(C2H6)=0,72:(0,72+2,7)=0,21 или 21%.
Проверяем, используя «правило креста» (диагональная схема, обычно используется в случае, когда смешиваются 2-а раствора с разными массовыми долями растворенного вещества).
массовые большая массовая часть
доли массовая w1 w3-w2первого раствора
исходных доля
w3массовая доля
нового раствора
продолжение
--PAGE_BREAK--меньшаямассовая часть
массовая w2 w1-w3второго раствора
доля
Сколько г этана необходимо добавить к о.72 г метана, чтобы массовая доля метана в смеси стала 21%?
CH 4100%211 – 0,72
21%
C2H6 0% 793,76 – x
x=2,7 (г).
Найдите среднюю молярную массу смеси 1л метана и 2л этана.
Мср=mср/nср=n1M1+n2M2/n1+n2= V1M1+V2M2/V1+V2=1.16+2.30/1+2=25,3(г/моль);
(Значение средней молярной массы находится в интервале между значениями молярных масс газов смеси.)
Сколько л этана необходимо добавить к 1л метана, чтобы средняя молярная масса смеси стала равна 20г/моль?
Пусть необходимо добавить х л этана.
Мср= V1M1+V2M2/V1+V2 =>20= 1.16+x.30/1+x =>x=0,4(л).
Обсуждаем понятия: растворение (как физико-химический процесс), растворимость, раствор, растворитель, растворимое вещество.
Составляем таблицу, в которой анализируем изменения параметров раствора.
что
добавляем в р-р
масса
раствора
масса
раств. вещества
массовая
доля вещества
растворитель
увеличивается
не изменяется
уменьшается
растворяемое в-во
увеличивается
увеличивается
увеличивается
р-р с большей
концентрацией
увеличивается
увеличивается
увеличивается
р-р с меньшей концентрацией
увеличивается
увеличивается
уменьшается
выпаривание
уменьшается
не изменяется
увеличивается
Доказываем расчетами данные таблицы.
Возьмем для примера 100г 10% раствора ацетата натрия в воде, т.е. смесь состоящую из 10г соли и 90г воды.
что
добавляем в р-р
масса
раствора, г
масса
раств. вещества, г
массовая
доля вещества, доли от единицы
исходный р-р
100
10
0,1
100г воды
100+100=200
10
10:200.=0,05
10г соли
100+10=110
10+10=20
20:110=0,18
100г 15%-ого р-ра
100+100=200
10+100.0,15=25
25:200=0,125
100г 5%-ого р-ра
100+100=200
10+100.0,05=15
15:200=0,075
выпарили 10г воды
100-10=90
10
10:90=0,11
К какой массе 10%-ого р-ра этанола нужно добавить 50г воды, чтобы получить 6%-ый раствор?
1-ый способ:
C2H5 OH10%6 3 – х
6%
H2О 0% 42 – 50г
х=3.50:2=75(г).
2-ой способ: Пусть масса раствора должна быть х г => m(в-ва)=0,1.х,
0,06=0,1.х:(х+50); х=75(г).
Какой объем 10%-ого раствора уксусной кислоты (1,013 г/мл) и воды потребуется для приготовления 200мл 2%-ого раствора (1,001 г/мл)?
1-ый способ:
m(р-ра 2)=Мp=200.1,001=200,2(г)
29
10%2 1
2 %5 м.ч. – 200,2г
0 %8 4 1 м.ч. –х
х=200,2:5=40,04г
V (р-ра 2)= M/p=40,04:1,013=39,53(мл).
2-ой способ:
m(р-ра 2)=Мp=200.1,001=200,2(г);
m(в-ва 2)= m(р-ра 2).w (в-ва 2)%:100%=200,2.2:100=4,004(г);
m(р-ра 1)= m(в-ва 2): w (в-ва 2)%.100%=4,004:10.100=40,04(г);
V (р-ра 2)= M/p=40,04:1,013=39,53(мл).
Из 5%-ого раствора ацетата натрия выпарили 60г воды и получили 15%-ый раствор. Вычислите массу исходного раствора.
Пусть m(р-ра 1) – х г, тогда m(в-ва)=0,05.х;w= m(в-ва): m(р-ра) ).100% => 0,15=0,05x:(x-60); x=90(г).
Проверяем 90г 5%-ого р-ра содержат m(в-ва)= m(р-ра).w (в-ва)%:100% = =90.5 :100=4 ,5(г);
После выпаривания масса раствора стала 90-60=30(г); w(в-ва)= m(в-ва): m(р-ра 2) .100%=4,5:30 .100=15(%).
Тема 3. Вывод формул химических соединений. Вычисления по химическим формулам.
Основные понятия, законы и формулы: закон постоянства состава, вещества молекулярного строения, массовая доля элемента, массовые соотношения.
Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.
Пример:
30
Найдем массовые доли элементов в молекуле этанола
w(Эл.)=Ar(Эл.).n/Mr(в-ва), где .n.—число атомов данного элемента в молекуле.
Mr(C2H5OH)=46г/моль; w(С)=12.2:46=0,52; w(H)=1.6:46=0,13; w(О)=1- w(С) -w(H)=1-0.52-0,13=0,35.
На основе предыдущих вычислений составляем условие обратной задачи и решаем её.
Найти молекулярную формулу вещества, массовые доли углерода, водорода и кислорода в котором соответственно равны 0,52; 0,13; 0,35.
Т.к. массовые доли элементов показывают массу элемента в 100г вещества, воспользуемся формулой:
n(С):n(Н):n(О)=w(C)/ Ar(C): w(H)/ Ar(H): w(O)/ Ar(O)= =0,52/12:0,13/1:0,35/16=0,043:0,13:0,022=2:6:1 => C2H6O.
Найдем массовые соотношения элементов в молекуле этанола.
m(С): m(Н): m(О)=24:6:16=12:3:8.
На основе предыдущих вычислений составляем условие обратной задачи и решаем её.
Найти молекулярную формулу вещества, массовые соотношения углерода, водорода и кислорода в котором соответственно равны 12: 3: 8.
Пусть в составе одной молекулы содержится один атом кислорода, т.е. масса кислорода равна 16.
Для решения задач на нахождение молекулярной формулы по продуктам сгорания сначала разбираем какие продукты могут образовываться и как соотносится число молей образующихся веществ с количеством вещества элементов в сгоревшем веществе.
CxHy+a O2àx CO2+0,5y H2O, a=(4x+y)/4;
CxHyOz+ b O2àx CO2+0,5y H2O ( необходимо учитывать кислород в составе сгорающего вещества);
CxHyNz+ a O2àx CO2+0,5y H2O+0,5z N2;
CxHyClz+ a O2àx CO2+0,5y H2O+0,5z Cl2;
CxHyOzNaw+ d O2à CO2+0,5y H2O+Na2CO3,
n(Na)=2n(Na2CO3),
n(C)=n(CO2)+n(Na2CO3).
В условиях задач по нахождению молекулярной формулы по продуктам сгорания обычно есть значения: масса или объем сгоревшего вещества, масса воды и масса или объем углекислого газа, образующихся после сгорания, молярная масса или данные по которым можно её вычислить (плотность, относительная плотность и тд.).
Попробуем составить подобное условие. Пусть для реакции взяли 2 моль вещества, молекулярная формула которого C6H12. По уравнению реакции получаем:
C6H12 + 9 O2 à 6 CO2 + 6H2O
по уравнению реакции1моль 9моль6моль6моль;
по условию задачи 2моль 18моль 12моль 12моль.
Вычисляем необходимые данные:
m(C6H12)=84.2=168(г);
V(CO2)=12.22,4=268,8(л);
m(H2O)=12.18=216(г);
DH2(C6H12)=84/2=42.
Составляем условие задачи и решаем её.
Найти молекулярную формулу вещества, если при полном сгорании 168г образуется 268,8л углекислого газа и 216г воды и относительная плотность по водороду его пара равна 42.
n(CO2)=268,8:22,4=12(моль); n(C)= n(CO2)=12(моль); m(C)=12.12=144(г);
n(H2O)=216:18=12(моль); n(H)=2n(H2O)=24(моль);m(H)=24.1=24(г);
m(O)=m(смеси)-m(C)-m(O)=168-144-24=0(г) => CxHY
n(C):n(H)=12:24=1:2 => CH2 — простейшая формула;
М(в-ва)= DH2(в-ва).2=42.2=84(г/моль)
n (12+2)=84, n=6 => C6H12-истинная формула
Задание: составить и решить задачу зная, что в реакцию горения вступает 13,8г (0,3 моль) этанола.
Тема 4. Газовые законы в уравнениях реакций. Задачи на «избыток-недостаток».
Основные понятия, законы и формулы: закон сохранения массы веществ, закон Авагадро и следствия из него, нормальные условия, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.
На основе уравнения вычисляем сколько г и л углекислого газа образуется при полном сгорании 22,4л этана (88г; 44,8л). Приходим к выводу, что при неизменном давлении и температуре объёмы реагирующих и образующихся газов относятся между собой как коэффициенты в уравнении реакции.
2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.
Вычисляем сколько г и л углекислого газа образуется, если для реакции дана смесь из 60г этана и 224л кислорода. В данном случае можно подсчитать
количество молей двух реагирующих веществ. Если исходные вещества взяты в стехиометрическом соотношении (т.е. без избытка-недостатка), то количества
их молей должны относиться как 2 к 7. Если же какого-либо вещества больше, то оно находится в избытке и прореагирует не полностью, тогда расчет надо вести по тому веществу, которое находится в недостатке и прореагирует полностью.
Решение:
n(C2H6)=m/M=60:30=2(моль); n(O2)=V/Vm=224:22,4=10(моль).
по условию:2 моль 10 моль х моль
2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.
по уравнению: 2 моль7моль 4моль
Чтобы узнать что в недостатке обозначаем одно из данных за y и находим неизвестное.
по условию:y моль 10 моль
2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.
по уравнению: 2 моль7моль
=> y=2.10:7=2,86(моль)- надо этана для реакции с 10 моль кислорода, а дали только 2 моль => этан в недостатке, расчеты делаем по нему.
х=2.4:2=4(моль); m(C2H6)=4.30=120(г); V(C2H6)=4.22,4=89,6(л).
После совместного решения ученики составляют самостоятельно условие задачи на избыток-недостаток, используя любое уравнение реакции этерификации, и решают её.
Решаем задачу:
Объем смеси метана с кислородом при н.у. равен 100 мл. После сгорания всего метана за счет находившегося в смеси кислорода и приведения к н.у. получено 50 мл новой газовой смеси. Определите объемы газов в смеси до реакции.
Решение:
CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O(ж)
Пусть х мл метана было в смеси, тогда кислорода (100-х)мл,
CH4
O2
CO2
до р-ции
х мл
(100-х)мл
0 мл
вз-ет
х мл
2х мл
0 мл
послер-ции
0 мл
(100-х)-2х мл
х мл
(100-х)-2х+х=50, х=25(мл) => V(CH4)=25 мл, V(O2)=75 мл.
Проверяем: по условию 25 мл 75 мл-избыток
CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O(ж)
по уравнению 1 мл2 мл 1 мл
CH4
О2
CО2
до р-ции
25 мл
75 мл
0 мл
вз-ет
25 мл
50 мл
0 мл
послер-ции
0 мл
75-50=25 мл
25мл
V(смеси после р-ции)= V(смеси до р-ции) - V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=100-25-50+25=50(мл).
Составляем подобную задачу, включая в условие газовые законы.
Возьмем смесь, состоящую из 15л этана, 5л этена и 20л водорода.
по условию5л20л15л
C2H4+H2 à C2H6; C2H6 — не вз-ет.
по уравнению 1л 1л 1л
C2H4
H2
C2H6
до р-ции
5 л
20 л
15 л
вз-ет
5 л
5 л
0 л
послер-ции
0 л
20-5=15 л
15+5=20л
V(смеси после р-ции)= V(смеси до р-ции) - V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=40-5-5+5=35(л).
Пусть конечный объем смеси будет измерен при 270С и 0,5 атм.
Р0V0/T0=PV/T => V=P0V0T/T0P=1. 35.(27+273)/273.0.5=76,92(л);
Составляем условие задачи: к смеси этана и этена объемом 20л добавили столько же водорода. После реакции объем газовой смеси при 270С и 0,5 атм составил 76,92л. Определите объемы газов в смеси до реакции.
Решение: Пусть в исходной смеси было х л этена, тогда этана (20-х) л.
Вычисляем объем полученной после реакции смеси при н.у.:
Р0V0/T0=PV/T => V=PVT0/TP0=0,5.76,92.273/.(27+273).1=35(л).
C2H4+H2 à C2H6; C2H6 — не вз-ет.
C2H4
H2
C2H6
до р-ции
х л
20 л
(20-х) л
вз-ет
х л
х л
0 л
послер-ции
0 л
(20-х) л
20-х+х=
20 л
( 20-х)+20=35; х=5(л)
или в данном случае, объем смеси после реакции изменяется за счет вступившего в реакцию водорода => 40-35=5(л) водорода, а соответственно и этена вступает в реакцию
После совместного решения ученики составляют самостоятельно условие подобной задачи, используя смеси в которых только одно вещество вступает в реакцию.
Тема 5. Задачи с использованием долей. Основные понятия, законы и формулы: массовые, молярные, объемные доли,
смеси, растворы, практическая доля выхода вещества в сравнении с теоретически возможным.
Решаем задачу на растворы, в которой происходит химическая реакция и концентрация веществ изменяется за счет вступления в химическую реакцию растворенного вещества, растворителя, выпадения осадка или выделения газа.
Металлический натрий массой 5,6 г добавили к 96% водному раствору этанола объемом 112,5 мл (0,8г/мл). Определите массовые доли веществ в растворе по окончании реакций.
Решение: т.к. условие задачи объемное, разбираем его на рисунке-схеме.
H2O H2 Na 5,6 г
C2H5OH96%;
112мл;
0,8 г/мл.
m(C2H5OH, р-р)=Vp=112,5.0,8=90(г); m(C2H5OH)=m(C2H5OH, р-р).w (C2H5OH)=90.0,96=86,4(г); n(C2H5OH)=m/M=86,4:46=1,8(моль).
m(H2O)= m(C2H5OH, р-р)- m(C2H5OH)=90-86,4=3,6(г); n(H2O)= m/M=3,6:18=0,2(моль).
n(Na)=m/M=5,6:23=0,24(моль).
по условию 0,24моль 0,2моль
2Na + 2H2O à 2NaOH + H2
по уравнению 2моль 2моль
избыток недостаток
по условию 0,04моль 1,8моль
2Na + 2C2H5OH à 2C2H5ONa + H2
по уравнению 0,04моль0,04моль
недостатокизбыток
m(р-ра)=m(C2H5OH, р-р)+m(Na)-m(H2)=90+5,6-(0.02+0,1).2=95,36(г).
Т.е. после реакции в растворе:
m(C2H5OH)=n.M=1,76.46=80,96(г),
w (C2H5OH)=m(C2H5OH) / m(р-ра)=80,96:95,36=0,85;
m (C2H5ONa)= n.M=0,04.68=2,72(г),
w(C2H5ONa)= m (C2H5ONa)/ m(р-ра)=2,72:95,36=0,03;
w(NaOH)= 1- w (C2H5OH)- w(C2H5ONa)=1-0,85-0,03=0,12.
Далее ученики составляют и решают подобную задачу (подбираем раствор из которого в ходе реакции выпадает осадок).
В реальных химических процессах из-за различных потерь масса образующихся продуктов часто бывает меньше той, которая должна образовываться в соответствии с теоретическими расчетами т.е. необходимо учитывать выход продукта реакции от теоретически возможного (в тех задачах, где доля выхода продукта не указана, предполагается, что она равна теоретической).
Решаем задачу: В результате окисления 12,32г метанола и растворения образовавшегося альдегида в 224 мл воды был получен 3%-ный формалин. Определите массовую долю выхода продукта реакции.
Решение: т.к. условие задачи объемное, разбираем его на рисунке-схеме.
38
224мл H2O
CH3OH [O]CH2O
12,32г 3%
n(CH3OH)=m/M=12,32:32=0,385(моль);
n(CH2O)= n(CH3OH)= 0,385(моль), т.к. число атомов одинаково.
m(CH2O, теор.)=M n= 30.0,385=11,55(г)
m(H2O)=Vp=224.1=224(г), w(H2O)=100-3=97(%)
m(CH2O) – 3%, => x – 3%, => m(CH2O, прак.) =224.3:97= 6,93(г)
m(H2O) – 97%.224 – 97%
wвых.(CH2O)= m(CH2O, прак.)/ m(CH2O, теор.)= 6,93:11,55=0,6.
Для проверки на основе предыдущей задачи составляем новое условие и решаем.
Раствор какой концентрации получится, если после окисления 12,32г метанола полученный формальдегид (выход составил 60% от теоретически возможного) растворили в 224 мл воды?
Решение:
n(CH3OH)=m/M=12,32:32=0,385(моль);
n(CH2O)= n(CH3OH)= 0,385(моль), т.к. число атомов одинаково.
m(CH2O, теор.)=M n= 30.0,385=11,55(г);
m(CH2O, прак.)= m(CH2O, теор.). wвых.(CH2O):100%=11,55.60:100=6,93(г);
m(H2O)=Vp=224.1=224(г):
m(р-ра)= m(CH2O, прак.)+ m(H2O)=6,93+224=230,93(г);
w(CH2O)= m(CH2O, прак.): m(р-ра).100%=6,93:230,93.100=3(%).
Тема 6. Задачи на смеси (в р-цию вступает 2 и более в-в или одно в-во участвует в нескольких р-циях).
Основные понятия, законы и формулы: смесь, массовые, молярные, объемные доли.
Составляем задачу на смеси и решаем её ( можно сделать в обратном порядке).
продолжение
--PAGE_BREAK--