- это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу или строению.

Классификация химических реакций

I. По числу и составу реагирующих веществ

1. Реакции, идущие без изменения состава веществ

а) Получение аллотропных модификаций одного химического элемента:

С (графит) ↔ С (алмаз)

S (ромбическая) ↔ S (моноклинная)

Р (белый) ↔ Р (красный)

Sn (белое) ↔ Sn (серое)

3О 2 (кислород) ↔ 2О 3 (озон)

б) Изомеризация алканов:

СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 FeCl 3 , t → СН 3 -СН(СН 3)-СН 2 -СН 3

пентан → 2-метилбутан

в) Изомеризация алкенов:

СН 3 -СН 2 -СН=СН 2 500°С, SiO 2 → СН 3 -СН=СН-СН 3

бутен-1 → бутен-2

СН 3 -СН 2 -СН=СН 2 250°С, Al 2 O 3 → СН 3 -С(CH 3)=СН 2

бутен-1 → 2-метилпропен

г) Изомеризация алкинов (реакция А.Е.Фаворского):

СН 3 -СН 2 -С≡СН ← КОН спирт. → СН 3 -С≡С-СН 3

бутин-1 ↔ бутин-2

д) Изомеризация галогеналканов (реакция А.Е.Фаворского 1907г.):

СН 3 -СН2 -СН 2 Br ← 250°С → СН 3 -СHBr-СН 3

1-бромпропан ↔ 2-бромпропан

2. Реакции, идущие с изменением состава веществ

а) Реакции соединения - это такие реакции, при которых из двух или более веществ образуется одно сложное вещество.

Получение оксида серы (IV):

S + O 2 = SO 2

Получение оксида серы (VI):

2SO 2 + O 2 t, p, кат. → 2SO 3

Получение серной кислоты:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Получение азотной кислоты:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3

В органической химии такие реакции называют реакциями присоединения

Реакция гидрирования - присоединения водорода:

CH 2 =CH 2 + H 2 t, кат. Ni → CH 3-CH 3

этен → этан

Реакция галогенирования - присоединения галогенов:

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl

этен → 1-2-дихлорэтан

Реакция гидрогалогенирования - присоединения галогеноводородов:

этен → хлорэтан

Реакция гидратации - присоединения воды:

CH 2 =CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 OH

этен → этанол

Реакция полимеризации:

nCH 2 =CH 2 t, p, кат. → [-CH 2 -CH 2 -] n

этен (этилен) → полиэтилен

б) Реакции разложения - это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.

Разложение оксида ртути(II):

2HgO t → 2Hg + O 2

Разложение нитрата калия:

2KNO 3 t → 2KNO 2 + O 2

Разложение гидроксида железа (III):

2Fe(OH) 3 t → Fe 2 O 3 + H 2 O

Разложение перманганата калия:

2KMnO 4 t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

В органической химии:

Реакция дегидрирования - отщепления водорода:

CH 3 -CH 3 t, кат. Cr 2 O 3 → CH 2 =CH 2 + H 2

этан → этен

Реакция дегидратации - отщепления воды:

CH 3 -CH 2 OH t, H 2 SO 4 → CH 2 =CH 2 + H 2 O

этанол → этен

в) Реакции замещения - это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе.

Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Взаимодействие металлов с кислотами (кроме конц. серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации) в растворе:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Взаимодействие металлов с солями менее активных металлов в растворе:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Восстановление металлов из их оксидов (более активными металлами, углеродом, водородом:

2Al + Cr 2 O 3 t → Al 2 O 3 + 2Cr

3C + 2WO 3 t → 3CO 2 + 2W

H 2 + CuO t → H 2 O + Cu

В органической химии:

В результате реакции замещения образуются два сложных вещества:

CH 4 + Cl 2 свет → CH 3 Cl + HCl

метан → хлорметан

C 6 H 6 + Br 2 FeBr 3 → C 6 H 5 Br + HBr

бензол → бромбензол

С точки зрения механизма протекания реакции в органической химии к реакциям замещения относятся и реакции между двумя сложными веществами:

C 6 H 6 + HNO 3 t, H 2 SO 4 (конц.) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O

бензол → нитробензол

г) Реакции обмена - это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.

Эти реакции протекают в растворах электролитов по правилу Бертолле, то есть, если

- выпадает осадок (смотри таблицу растворимости: М - малорастворимое соединение, H - нерастворимое соединение)

CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

- выделяется газ: H 2 S - сероводород;

СО 2 - углекислый газ при образовании нестойкой угольной кислоты H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2 ;

SО 2 - сернистый газ при образовании нестойкой сернистой кислоты H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2 ;

NH 3 - аммиак при образовании нестойкого гидроксида аммония NH 4 OH = NH 3 + H 2 O

H 2 SO 4 + Na 2 S = H 2 S + Na 2 SO 4

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

K 2 SO 3 + 2HNO 3 = 2KNO 3 + H 2 O + SO 2

Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl = CaCl 2 + 2NH 3 + H 2 O

- образуется малодиссоциирующее вещество (чаще вода, может быть уксусная кислота)

Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

Реакцию обмена межлу кислотой и щелочью, в результате которой образуется соль и вода называют реакцией нейтрализации:

H2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O

II. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества

1. Реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов

а) Реакции соединения и разложения, если нет простых веществ:

Li 2 O + H 2 O = 2LiOH

2Fe(OH) 3 t → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

б) В органической химии:

Реакции этерефикации:

2. Реакции, идущие с изменением степени окисления химических элементов

а) Реакции замещения, а также соединения и разложения, если есть простые вещества:

Mg 0 +H 2 +1 SO 4 = Mg +2 SO 4 + H 2 0

2Ca 0 + O 2 0 = 2Ca +2 O -2

C -4 H 4 +1 t → C 0 + 2H 2 0

б) В органической химии:

Например, реакция восстановления альдегидов:

CH 3 C +1 H=O + H 2 0 t, Ni → CH 3 C -1 H 2 +1 OH

III. По тепловому эффекту

1. Экзотермические - реакции, идущие с выделением энергии -

Почти все реакции соединения:

С + О 2 = СО 2 + Q

Исключение:

Синтез оксида азота (II):

N 2 + O 2 = 2NO - Q

Газообразный водород с твердым иодом:

H 2 (г) + I 2 (тв) = 2HI - Q

2. Эндотермические - реакции, идущие с поглощением энергии -

Почти все реакции разложения:

СaCО 3 t → CaO + СО 2 - Q

IV. По агрегатному состоянию реагирующих веществ

1. Гетерогенные реакции - идущие между веществами в разных агрегатных состояниях (фазах)

CaC 2 (тв) + 2H 2 O(ж) = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 (р-р)

2. Гомогенные реакции, идущие между веществами в одинаковом агрегатном состоянии

H 2 (г) + F 2 (г) = 2HF(г)

V. По участию катализатора

1. Некаталитические реакции - идущие без участия катализатора

C 2 H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2 O

2. Каталитические реакции, идущие с участием катализатора

2H 2 O 2 MnO 2 → 2H 2 O + O 2

VI. По направлению

1. Необратимые реакции - протекают в данных условиях в одном направлении до конца

Все реакции горения и обратимые реакции, идущие с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

2. Обратимые реакции - протекают в данных условиях в двух противоположных направлениях

Таких реакций подавляющее большинство.

В органической химии признак обратимости отражают названия: гидрирование - дегидрирование, гидратация - дегидратация, полимеризация - деполимеризация, а также этерификация - гидролиз и другие.

HCOOH + CH 3 OH ↔ HCOOCH 3 + H 2 O

VII. По механизму протекания

1. Радикальные реакции (свободнорадикальный механизм) - идут между образующимися в ходе реакции радикалами и молекулами.

Взаимодействие предельных углеводородов с галогенами:

CH 4 + Cl 2 свет → CH 3 Cl + HCl

2. Ионные реакции - идут между имеющимися или образующимися в ходе реакции ионами

Типичные ионные реакции - это реакции в растворах электролитов, а также взаимодействие непредельных углеводородов с водой и галогеноводородами:

CH 2 =CH 2 + HCl → CH 2 Cl-CH 3

ТРУДНЫЕ ЗАДАНИЯ ЕГЭ ПО ХИМИИ

Как показали результаты репетиционного экзамена по химии, наиболее трудными оказались задания, направленные на проверку знаний химических свойств веществ.

К числу таких заданий можно отнести задание

С3 – «Цепочка органических веществ»,

С2 – «Реакции между неорганическими веществами и их растворами».

При решении задания С3 «Цепочка органических веществ» учащийся должен написать пять уравнений химических реакций, среди которых одно является окислительно-восстановительным.

Рассмотрим составление одного из таких окислительно-восстановительных уравнений:

СН 3 СНО X 1

Чтобы составить уравнение окислительно-восстановительной реакции с участием органических веществ, нужно научиться определять степень окисления в органическом веществе по его структурной формуле. Для этого нужно иметь знания о химической связи, знать, что такое электроотрицательность.

Структурная формула помогает оценить смещение электронов по каждой из связей. Так атом углерода метильной группы (–СН 3) сместит электрон по каждой из связей к себе. Таким образом, степень окисления углерода метильной группы будет равна (-3). Атом углерода карбонильной группы (СО) отдаст 2 электрона атому кислорода, но частично компенсирует недостачу, приняв 1 электрон от атома водорода. Следовательно, его степень окисления будет равна +1:

В продукте реакции степень окисления углерода метильной группы не изменится. Карбонильная группа атомов превратится в карбоксильную с замещенным водородом на натрий, вследствие щелочной среды (-СООNa). Атом углерода карбоксильной группы сместит два электрона в сторону карбонильного кислорода и один электрон в сторону кислорода замещенной гидроксильной группы. Таким образом, степень окисления атома углеродакарбоксильной группы будет равна (+3)

Следовательно, одна молекула этаналя отдает 2 электрона:

С +1 -2е=С +3

Рассмотрим теперь процессы, происходящие с перманганатом натрия. Обращает внимание, что в схеме дан перманганат натрия, а не калия. Свойства перманганата натрия должны быть аналогичны свойствам перманганта калия, который в зависимости от кислотности среды способен давать различные продукты:

Так как в нашем случае перманганат натрия используется в щелочной среде, то продуктом реакции будет манганат ион – MnO 4 2- .

Определим степень окисления иона марганца в перманганате калия NaMnO 4 пользуясь правилом равенства числа положительных и отрицательных зарядов в нейтральной структурной единице вещества. Четыре кислорода каждый по (-2) дадут восемь отрицательных зарядов, так как степень окисления у калия +1, то у марганца будет +7:

Na +1 Mn +7 O 4 -2

Записав формулу манганата натрия Na 2 MnO 4 , определим степень окисления марганца:

Na 2 +1 Mn +6 O 4 -2

Таким образом, марганец принял один электрон:

Полученные уравнения позволяют определить множители перед формулами в уравнении химической реакции, которые называют коэффициентами:

С +1 -2е=С +3 ·1

Mn +7 +1e=Mn +6 2

Уравнение реакции приобретет следующий вид:

2NaMnO 4 +CH 3 CHO+3NaOH=CH 3 COONa+2Na 2 MnO 4 +2H 2 O

Задание С2 требует от участника ЕГЭ знание свойств разнообразных свойств неорганических веществ, связанных с протеканием как окислительно-восстановительных реакций между веществами, находящимися как в одном, так и в различных агрегатных состояниях, так и обменных реакций протекающих в растворах. Такими свойствами могут быть некоторые индивидуальный свойства простых веществ и их соединений, например, реакция лития или магния с азотом:

2Li+3N 2 =2Li 3 N

2Mg+N 2 =Mg 2 N 2

горение магния в углекислом газе:

2Mg+CO 2 =2MgO+C

Особую трудность у учащихся вызывают сложные случаи взаимодействия растворов веществ солей подвергающихся гидролизу. Так для взаимодействия раствора сульфата магния с карбонатом натрия можно записать целых три уравнения возможных процессов:

MgSO 4 +Na 2 CO 3 =MgCO 3 +Na 2 SO 4

2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +H 2 O=(MgOH) 2 CO 3 +2Na 2 SO 4 +CO 2

2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +2H 2 O=2Mg(OH) 2 +2Na 2 SO 4 +2CO 2

Традиционно трудны для написания уравнения с участием комплексных соединений. Так растворы амфотерных гидроксидов в избытке щелочи обладают всеми свойствами щелочей. Они способны вступать в реакции с кислотами и кислотными оксидами:

Na+HCl=NaCl+Al(OH) 3 +H 2 O

Na+2HCl=NaCl+Al(OH) 2 Cl+2H 2 O

Na+3HCl=NaCl+Al(OH)Cl 2 +3H 2 O

Na+4HCl=NaCl+AlCl 3 +4H 2 O

Na+CO 2 =NaHCO 3 +Al(OH) 3 

2Na+CO 2 =Na 2 CO 3 +2Al(OH) 3 +H 2 O

Растворы солей, имеющие кислую реакцию среды, вследствие гидролиза, способны растворять активные металлы, например, магний или цинк:

Mg+MgCl 2 +2H 2 O=2MgOHCl+H 2 ­

На экзамене желательно помнить об окислительных свойствах солей трехвалентного железа:

2FeCl 3 +Cu=CuCl 2 +2FeCl 2

Могут пригодиться знания об аммиачных комплексах:

CuSO 4 +4NH 3 =SO 4

AgCl+2NH 3 =Cl

Традиционно вызывают затруднения, связанные с проявлением основных свойств раствором аммиака. В результате чего могут протекать обменные реакции в водных растворах:

MgCl 2 +2NH 3 +2H 2 O=Mg(OH) 2 +2NH 4 Cl

В заключение приведем серию уравнений химических реакций, которые нужно знать участникам ЕГЭ по химии:

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Кислоты. Основания. Соли. Оксиды.

Кислотные оксиды (кроме SiO 2) реагируют с водой, как амфотерным оксидом с образованием кислот:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Для получения азотной кислоты азот оксид азота (IV) должен быть доокислен, например кислородом воздуха:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 О = 4HNO 3

Лабораторный способ получения хлороводорода : к твердому хлориду натрия приливают концентрированную серную кислоту:

NaCl + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HCl­

Для получения бромоводорода из бромида натрия, концентрированная серная кислота не подойдет, так как выделяющийся бромоводород будет загрязнен парами брома. Можно использовать концентрированную фосфорную кислоту:

NaBr+ H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + HBr­

Кислоты реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:

Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 ­

И их оксидами:

Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O

Обратите внимание на валентность переходных элементов в солях.

Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой:

K + H 2 O = KOH + ½ H 2 ­

В условиях избытка кислоты могут образовываться и кислые соли:

2Н 3 РО 4 + 2Na = 2NaH 2 PO 4 + Н 2 ­

Органические кислоты также проявляют кислотные свойства:

2СН 3 СООН + 2Na = 2CH 3 COONa + Н 2 ­

СНзСООН + NaOH = CH 3 COONa + Н 2 О

Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами с образованием солей и воды:

Na + HCl = AlCl 3 + 4H 2 O + NaCl

LiOH + HNO 3 = LiNO 3 + H 2 O

Многоосновные кислоты в реакции с гидроксидами могут образовывать кислые соли:

Н 3 РО 4 + КОН = КН 2 РО 4 + Н 2 О

Продуктом реакции аммиака с фосфорной кислотой может также быть кислая соль:

NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4

Обратим внимание на свойства оснований, их взаимодействие с кислотами:

2Н 3 РО 4 + ЗСа(ОН) 2 = Са 3 (РО 4) 2 ¯ + 6Н 2 О

с кислотными оксидами:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3  + H 2 O

2Ca(OH) 2 + CO 2 =(СaOH) 2 CO 3 +H 2 O

Реакция гидроксидов с кислотными оксидами может приводить и к кислым солям:

KOH + CO 2 = KHCO 3

Основные оксиды реагируют с амфотерными оксидами:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

Средние соли в воде реагируют с кислотными оксидами с образованием кислых солей:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

Более сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

CH 3 COONH 4 + HCl = CH 3 COOH + NH 4 Cl

K 2 CO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ­

Кислоты в присутствии серной кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH = CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

Более сильное основание вытесняет более слабое из его солей:

AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl

MgCl 2 + KOH = MgOHCl + KCl

NH 4 С1 + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O

Чтобы получить из основной соли получить среднюю соль нужно подействовать кислотой:

MgOHCl + HCl = MgCl 2 + H 2 O

Гидроксиды металлов (кроме щелочных металлов) разлагаются при нагревании в твердом виде до оксидов:

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

Гидрокарбонаты при нагревании разлагаются до карбонатов:

2KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ­

Нитраты обычно разлагаются до оксидов (обратите внимание на повышение степени окисления переходного элемента находящегося в промежуточной степени окисления):

2Fe(NO 3) 2 = Fe 2 O 3 + 4NO 2 ­ + 0,5O 2 ­

2Fe(NO 3) 3  Fe 2 O 3 + 6NO 2 ­ + 1,5 O 2 ­

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 ­ + О 2 ­

Нитраты щелочных металлов разлагаются до нитритов:

NaNO 3 = NaNO 2 + ½ O 2 ­

Карбонаты металлов (кроме щелочных) разлагаются до оксидов:

CaCO 3 = CaO + CO 2 ­

При составлении уравнений реакций ионного обмена пользуйтесь таблицей растворимости:

K 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4  + 2KCl

C1 + AgNО 3 = NO 3 + AgCl

Электролиз

Электролиз расплавов солей:

2KCl = 2K + Cl 2 ­

Электролиз растворов солей металлов, стоящих в ряду напряжения после водорода:

2HgSO 4 + 2H 2 O = 2Hg + О 2 ­ + 2H 2 SO 4

1) на катоде: Hg 2+ + 2e = Hg°

2) на аноде: 2Н 2 О – 4е = О 2 + 4Н +

Электролиз раствора сульфата натрия

1) на катоде: 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH –

2) на аноде: 2H 2 O – 4e = O 2 + 4H +

3) Составлено общее уравнение электролиза:

2H 2 O = 2H 2 ­ + O 2 ­

до водорода:

СаI 2 + 2Н 2 О = Н 2 ­ + I 2 + Са(ОН) 2

1) на катоде: 2Н 2 О + 2e = 2ОН + Н 2

2) на аноде: 2I - - 2e = I 2

Сравните свойства одноэлементных и кислородсодержащих анионов.

Химические реакции, возможные при электролизе сульфата хрома (III):

1)Сг 3+ + e = Сг 2+

2) Cr 2+ + 2e = Сг°

3) Сг 3+ + 3 e= Сг°

4) 2Н + + 2e = Н 2

Электролиз водных растворов солей карбоновых кислот:

2CH 3 COONa + 2H 2 O = CH 3 CH 3 ­ + 2CO 2 ­ + H 2 ­ + 2NaOH

Гидролиз

Пример взаимного гидролиза солей:

A1 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2A1(OH) 3 + 3CO 2 ­ + 3K 2 SO 4

Амфотерность

Амфотерные гидроксиды растворяются в водных растворах щелочей:

A1(OH) 3 + 3KOH = K 3

A1(OH) 3 + KOH = K

реагируют с твердыми щелочами при сплавлении:

Al(OH) 3 + KOH KAlO 2 + 2H 2 O

Амфотерные металлы реагируют с водными растворами щелочей:

Al + NaOH + 3H 2 O = Na + 3/2 H 2 ­

Продукт сплавления амфотерного гидроксида со щелочью легко разлагается водой:

KAlO 2 + 2H 2 O = KOH + Al(OH) 3 

Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами:

K + HCl =KCl + Al(OH) 3  + H 2 O

Бинарные соединения

Способ получения:

СаО + 3С = СаС 2 + СО­

Бинарные соединения реагируют с кислотами:

Al 2 S 3 + 3H 2 SO 4: = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S­

Mg 3 N 2 + 8HNO 3 = Mg(NO 3) 2 + 2NH 4 NO 3

A1 4 C 3 + 12Н 2 О = 4А1(ОН) 3 + ЗСН 4 ­

PCl 3 + H 2 O = 3H 3 PO 3 + 3HCl

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Азот

Азотная кислота является сильным окислителем:

окисляют неметаллы:

ЗР + 5HNO 3 + 2Н 2 О = Н 3 РО 4 + 5NO­

P + 5HNO 3 = H 3 PO 4 + 5NO 2 ­ + H 2 O

Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 ­ + 2H 2 O

4Mg + 10HNO 3 = 4Mg(NO 3) 2 + N 2 O­ + 5H 2 O

оксиды переходных металлов в промежуточных степенях окисления:

3Cu 2 O + 14HNO 3 = 6Cu(NO 3) 2 + 2NO+ 7H 2 O (возможно выделение NО 2)

оксиды азота также проявляют окислительные свойства:

5N 2 O + 2P = 5N, + P 2 O

но по отношению к кислороду являются восстановителями:

2NO + O 2 = 2NO 2

Азот реагирует с некоторыми простыми веществами:

N 2 +3H 2 = 2NH 3

3Mg + N 2 = Mg 3 N 2

Галогены

обычно проявляют окислительные свойства:

PH 3 + 4Br 2 + 4Н 2 О = Н 3 РО 4 + 8НВг

2P + 5Cl 2 = 2PCl 5

2P + 3PCl 5 = 5PCl 3

PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 8HBr

Cl 2 + H 2 = 2HCl

2HCl + F 2 = 2HF + Cl 2

2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr

Галогены в растворах щелочей диспропорционируют при комнатной температуре:

Cl 2 + 2KOH = KCl + H 2 O + KClO

и при нагревании:

Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

Окислительные свойства перманганата калия:

5Н 3 РО 3 + 2КМnО 4 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Н 3 РО 4 + ЗН 2 О

2NH 3 + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 + 2KOH + 2H 2 O

Сера

реагирует с простыми веществами:

3S + 2А1 = A1 2 S 3

оксид серы (IV) может быть доокислен кислородом:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

2SO 2 + O 2 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4

и выступать в роли окислителя:

SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O

Концентрированная серная кислота проявляет окислительные свойства:

Cu + H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O

4Mg + 5H 2 SO 4 = 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Фосфор

получение фосфора:

Са 3 (Р0 4) 2 + 5С + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5СО + 2Р

Металлы

реагируют с галогенами:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

Алюминий без оксидной пленки растворяется в воде:

Al (без оксидной пленки) + Н 2 О = Al(OH) 3 + 3/2 H 2 ­

методы получения металлов:

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2 ­

FeO + CO = Fe + CO 2 ­

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

Гидроксид железа (II) может быть легко доокислен пероксидом водорода:

2Fe(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Fe(OH) 3

обжиг пирита:

2FeS 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + 4SO 2 ­

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Горение органических веществ

2С 10 Н 22 + 31O 2 = 20CО 2 + 22H 2 О

Алканы

Методы получения алканов из простых веществ:

С + 2H 2 = CH 4

сплавлением солей щелочных металлов с щелочами:

СН 3 СООК + КОН  СН 4 + К 2 СО 3

Химические свойства алканов - промышленное окисление метана:

CH 4 + O 2 = CH 2 O + H 2 O

Взаимодействие алканов с галогенами:

С 2 Н 6 + Сl 2 С 2 Н 5 Сl + НСl

Изомеризация алканов:

Галогеналканы

Реакция со спиртовыми растворами щелочей:

С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + КОН С 6 Н 5 СН=СН 2 + КВг + Н 2 О

с водными растворами щелочей:

С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + КОН (водн.)  С 6 Н 5 -СНОН-СН 3 + KBr

C 6 H 5 Br + KOH  C 6 H 5 OH + KBr

По правилу Зайцева водород отщепляется от наименее гидрированного атома

Из дигалогеналканов можно получить алкины:

Реакция Вюрца:

Алкены

Присоединяют водород:

присоединяют галогены:

присоединяют галогенводороды:

присоединят воду:

СН 2 =СН 2 + Н 2 О  СН 3 СН 2 ОН

С водным раствором перманганата калия без нагревания образуют гликоли (двухатомные спирты)

ЗС 6 Н 5 СН=СН 2 + 2КМnО 4 + 4Н 2 О  ЗС 6 Н 5 СН(ОН)-СН 2 ОН + MnO 2  + 2KOH

Алкины

промышленный способ получения ацетилена

2СН 4  С 2 Н 2 + ЗН 2

карбидный способ получения ацетилена:

CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

реакция Кучерова - альдегид можно получить только из ацетилена:

С 2 Н 2 + Н 2 О СН 3 СНО

Реакция алкинов с концевой тройной связью с аммиачным раствором оксида серебра:

2CH 3 -CH 2 -CCH + Ag 2 O 2CH 3 -CH 2 -CCAg +H 2 O

использование полученных продуктов в органическом синтезе:

CH 3 -CH 2 -CCAg + C 2 H 5 Br  CH 3 -CH 2 -CC-C 2 H 5 + AgBr

Бензол и его производные

Получение бензола из алкенов:

из ацетилена:

3C 2 H 2 C 6 H 6

Нитрование бензола и его производных в присутствие серной кислоты

C 6 H 6 + HNO 3  C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O

карбоксильная группа является ориентантом второго рода

реакция бензола и его производных с галогенами:

C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl

С 6 Н 5 С 2 Н 5 + Вг 2 С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + НВг

галогеналканами:

C 6 H 6 + С 2 Н 5 С1 C 6 H 5 C 2 H 5 + НС1

алкенами:

C 6 H 6 + CH 2 =CH-CH 3  C 6 H 5 -CH(CH 3) 2

Окисление бензола перманганатом калия в присутствии серной кислоты при нагревании:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

Спирты

Промышленный способ получения метанола:

CO + 2H 2 = CH 3 OH

при нагревании с серной кислотой в зависимости от условий могут образовываться простые эфиры:

2С 2 Н 5 OH C 2 Н 5 ОС 2 Н 5 + Н 2 О

или алкены:

2С 2 Н 5 OH CH 2 =CH 2 + H 2 O

спирты реагируют с щелочными металлами:

С 2 Н 5 OH + Na  C 2 H 5 ONa + ½ H 2

с галогенводородами:

СН 3 СН 2 ОН + НСl  CH 3 CH 2 Cl + H 2 O

с оксидом меди (II):

СН 3 СН 2 ОН + СuO  CH 3 CHO + Cu + H 2 O

более сильная кислота вытесняет более слабые из их солей:

C 2 H 5 ONa + HCl  C 2 H 5 OH + NaCl

при нагревании смеси спиртов с серной кислотой образуются несимметричные простые эфиры:

Альдегиды

Образуют с аммиачным раствором оксида серебра серебряное зеркало:

CH 3 CHO + Ag 2 O CH 3 COONH 4 + 2Ag

реагируют со свежеосажденным гидроксидом меди (II):

CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2  CH 3 COOH + 2CuOH + H 2 O

могут быть восстановлены до спиртов:

CH 3 CHO + H 2  CH 3 CH 2 OH

окисляются перманганатом калия:

ЗСН 3 СНО + 2КМnО 4  2СН 3 СООК + СН 3 СООН + 2МnО 2 + Н 2 О

Амины

можно получить восстановлением нитросоединений в присутствии катализатора:

C 6 H 5 -NO 2 + 3H 2 = C 6 H 5 -NH 2 + 2H 2 O

реагируют с кислотами:

C 6 H 5 -NH 2 + HC1 =C1

МуниципальноЕ БЮДЖЕТНОЕ общеобразовательнОЕ учреждениЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 37

с углублённым изучением отдельных предметов»

г. Выборг, Ленинградская область

«Решение расчётных задач повышенного уровня сложности»

(материалы по подготовке К ЕГЭ)

учитель химии

Подкладова Любовь Михайловна

2015 г.

Статистика проведения ЕГЭ свидетельствует, что примерно половина школьников справляется с половиной заданий. Анализируя итоги проверки результатов ЕГЭ по химии обучающихся нашей школы, я пришла к выводу, что необходимо усилить работу по решению расчётных задач, поэтому выбрала методическую тему «Решение задач повышенной сложности».

Задачи - особый вид заданий, требующий от обучающихся применения знаний в составлении уравнений реакций, иногда нескольких, составления логической цепочки в проведении расчётов. В результате решения из определенного набора исходных данных должны быть получены новые факты, сведения, значения величин. Если алгоритм выполнения задания заранее известен, оно превращается из задачи в упражнение, цель которых – превращение умений в навыки, доведение их до автоматизма. Поэтому на первых занятиях по подготовке обучающихся к ЕГЭ напоминаю о величинах и единицах их измерения.

Величина

Обозначение

Единицы измерения

в разных системах

г, мг, кг, т, …*(1г = 10 -3 кг)

л, мл, см 3 , м 3 , …

*(1мл = 1см 3 , 1 м 3 = 1000л)

Плотность

г/ мл, кг/ л, г/ л,…

Относительная атомная масса

Относительная молекулярная масса

Молярная масса

г/ моль, …

Молярный объём

V m или V M

л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)

Количество вещества

моль, кмоль, млмоль

Относительная плотность одного газа по другому

Массовая доля вещества в смеси или растворе

Объёмная доля вещества в смеси или растворе

Молярная концентрация

моль/ л

Выход продукта от теоретически возможного

Постоянная Авогадро

N A

6,02 10 23 моль -1

Температура

t 0 или

по шкале Цельсия

по шкале Кельвина

Давление

Па, кПа, атм., мм. рт. ст.

Универсальная газовая постоянная

8,31 Дж/моль∙ К

Нормальные условия

t 0 = 0 0 C или Т = 273К

Р = 101,3 кПа = 1атм = 760 мм. рт. ст.

Затем предлагаю алгоритм решения задач, который использую на протяжении нескольких лет в своей работе.

«Алгоритм решения расчётных задач».

V (р-ра) V (р-ра)

↓ρ ∙ V m / ρ

m (р-ра) m (р-ра)

↓m ∙ ω m / ω

m (в-ва) m (в-ва)

↓ m / M M ∙ n

n 1 (в-ва) -- по ур. р-ции. → n 2 (в-ва) →

V (газа) / V M ↓ n ∙ V M

V 1 (газа) V 2 (газа )

Формулы, используемые для решения задач.

n = m / M n (газа) = V (газа) / V M n = N / N A

ρ = m / V

D = M 1(газа) / M 2(газа)

D (H 2 ) = M (газа) / 2 D (возд.) = M ( газа) / 29

(М (Н 2 ) = 2 г/моль; М (возд.) = 29 г/моль)

ω = m (в-ва) / m (смеси или р-ра)  = V (в-ва) / V (смеси или р-ра)

 = m (практ.) / m (теор.)  = n (практ.) / n (теор.)  = V (практ.) / V (теор.)

С = n / V

М (смеси газов) = V 1 (газа) ∙ M 1(газа) + V 2 (газа) ∙ M 2(газа) / V (смеси газов)

Уравнение Менделеева – Клапейрона:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Для сдачи ЕГЭ, где типы заданий достаточно стандартны (№24, 25, 26), обучающемуся нужно прежде всего показать знание стандартных алгоритмов вычислений, и только в задании №39 ему может встретиться задание с неопределенным для него алгоритмом.

Классификация химических задач повышенной сложности затруднена тем, что большинство из них – задачи комбинированные. Я разделила расчетные задачи на две группы.

1.Задачи без использования уравнений реакций. Описывается некоторое состояние вещества или сложной системы. Зная одни характеристики этого состояния, надо найти другие. Примером могут служить задачи:

1.1 Расчеты по формуле вещества, характеристикам порции вещества

1.2 Расчеты по характеристикам состава смеси, раствора.

Задачи встречаются в ЕГЭ - № 24. Для обучающихся решение таких задач не вызывает затруднений.

2. Задачи с использованием одного или нескольких уравнений реакций. Для их решения кроме характеристик веществ надо использовать и характеристики процессов. В задачах этой группы можно выделить следующие типы задач повышенной сложности:

2.1 Образование растворов.

1) Какую массу оксида натрия необходимо растворить в 33,8 мл воды, чтобы получить 4%-ный раствор гидроксида натрия.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано:

V (H 2 O ) = 33.8 мл

ω (NaOH ) = 4%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

m (H 2 O) = 33.8 г

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH

1 моль 2моль

Пусть масса Na 2 O = x .

n (Na 2 O) = x/62

n (NaOH) = x/31

m (NaOH ) = 40x /31

m (р-ра) = 33.8 + x

0,04 = 40x /31∙ (33.8 + x )

x = 1,08, m (Na 2 O ) = 1,08 г

Ответ: m (Na 2 O ) = 1,08 г

2) К 200 мл раствора гидроксида натрия (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей щёлочи 20% добавили металлический натрий массой 69 г.

Какова массовая доля вещества в образовавшемся растворе?

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V (NaO Н) р-ра = 200 мл

ρ (р-ра) = 1,2 г/мл

ω 1 (NaOH ) = 20%

m (Na ) = 69 г

М (Na ) =23 г/моль

Металлический натрий взаимодействует с водой в растворе щёлочи.

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

1 моль 2моль

m 1 (р-ра) = 200 ∙ 1,2 = 240 (г)

m 1 (NaOH ) в-ва = 240 ∙ 0,2 = 48 (г)

n (Na ) = 69/23 = 3 (моль)

n 2 (NaOH ) = 3 (моль)

m 2 (NaOH ) = 3 ∙ 40 = 120 (г)

m общ. (NaOH ) =120 + 48 = 168 (г)

n (Н 2) = 1,5 моль

m (H 2) = 3 г

m (р-ра после р-ции) = 240 + 69 – 3 = 306 (г)

ω 2 (NaOH ) = 168 / 306 = 0,55 (55%)

Ответ: ω 2 (NaOH ) = 55%

3) Какую массу оксида селена(VI ) следует добавить к 100 г 15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?

Найти:

m (SeO 3)

Дано:

m 1 (H 2 SeO 4) р-ра = 100 г

ω 1 (H 2 SeO 4) = 15%

ω 2 (H 2 SeO 4) = 30%

М (SeO 3) =127 г/моль

М (H 2 SeO 4) =145 г/моль

m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 г

SeO 3 + H 2 O = H 2 SeO 4

1 моль 1моль

Пусть m (SeO 3) = x

n (SeO 3 ) = x/127 = 0.0079x

n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x

m 2 (H 2 SeO 4 ) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x

m общ . (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15

m 2 (р-ра) = 100 + х

ω (NaOH ) = m (NaOH ) / m (р-ра)

0,3 = (1.1455x + 1) /100 + x

x = 17,8, m (SeO 3 ) = 17,8 г

Ответ: m (SeO 3) = 17,8 г

2.2 Расчет по уравнениям реакций, когда одно из веществ находится в избытке/

1) К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прибавили раствор, содержащий 9,84 г ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав сухого остатка в массовых долях после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.

Найти:

ω (NaNO 3)

ω (Na 3 PO 4)

Дано:

m (Сa (NO 3) 2)= 9,84 г

m (Na 3 PO 4)= 9,84 г

М (Na 3 PO 4) = 164 г/моль

М (Сa (NO 3) 2)=164 г/моль

М (NaNO 3) =85 г/моль

М (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 г/моль

2Na 3 PO 4 + 3 Сa(NO 3 ) 2 = 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4 ) 2 ↓

2 моль 3 моль 6 моль 1 моль

n (Сa(NO 3 ) 2 ) общ . = n (Na 3 PO 4 ) общ . = 9,84/164 =

Сa (NO 3) 2 0,06/3 < 0,06/2 Na 3 PO 4

Na 3 PO 4 взято в избытке,

расчёты проводим по n (Сa (NO 3) 2).

n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,02 моль

m (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 ∙ 0,02 = 6,2 (г)

n (NaNO 3) = 0,12 моль

m (NaNO 3) = 85 ∙ 0,12 = 10,2 (г)

В состав фильтрата входит раствор NaNO 3 и

раствор избытка Na 3 PO 4.

n прореаг. (Na 3 PO 4) =0,04 моль

n ост. (Na 3 PO 4) = 0,06 - 0,04 = 0,02(моль)

m ост. (Na 3 PO 4) = 164 ∙ 0,02 = 3,28 (г)

Сухой остаток содержит смесь солей NaNO 3 и Na 3 PO 4.

m (сух.ост.) = 3,28 + 10,2 = 13,48 (г)

ω (NaNO 3) = 10,2 / 13,48 = 0,76 (76%)

ω (Na 3 PO 4) = 24%

Ответ: ω (NaNO 3) = 76%, ω (Na 3 PO 4) = 24%

2) Сколько литров хлора выделится, если к 200 мл 35% - ной соляной кислоты

(ρ =1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV ) ? Сколько г гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?

Найти:

V (Cl 2)

m (NaO Н)

Дано:

m (MnO 2) = 26,1 г

ρ (HCl р-ра) = 1,17 г/мл

ω (HCl ) = 35%

V (HCl ) р-ра) = 200 мл.

М (MnO 2) =87 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

М (NaOH ) = 40 г/моль

V (Cl 2) = 6,72 (л)

m (NaOH ) = 24 (г)

MnO 2 + 4 HCl = MnCl 2 +Cl 2 + 2 H 2 O

1 моль 4моль 1 моль

2 NaO Н + Cl 2 = Na Cl+ Na ClO + H 2 O

2 моль 1 моль

n (MnO 2) =26.1 /87 = 0,3(моль)

m р-ра (НCl ) = 200 ∙ 1,17 = 234 (г)

m общ. (НCl ) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г)

n (НCl ) = 81,9 /36,5 = 2,24(моль)

0,3 < 2.24 /4

НCl - в избытке, расчёты по n (MnO 2)

n (MnO 2) = n (Cl 2) =0,3 моль

V (Cl 2) = 0,3∙ 22,4 = 6,72 (л)

n (NaOH ) = 0,6 моль

m (NaOH ) = 0,6 ∙ 40 = 24 (г)

2.3 Состав раствора, полученного в ходе реакции.

1) В 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (ρ =1,28 г/мл) растворён оксид фосфора (V ), полученный при окислении 6,2 г фосфора. Какого состава образуется соль и какова её массовая доля в растворе?

Найти:

ω (соли)

Дано:

V (NaOH ) р-ра = 25 мл

ω (NaOH ) = 25%

m (Р) = 6,2 г

ρ (NaOH ) р-ра = 1,28 г/мл

М (NaOH ) = 40 г/моль

М (Р) =31 г/моль

М (Р 2 О 5) = 142 г/моль

М (NaH 2 РО 4) = 120г/моль

4Р + 5О 2 = 2 Р 2 О 5

4моль 2моль

6 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 3 РО 4 + 3 H 2 O

4 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 2 H РО 4 + H 2 O

n (Р) =6,2/31 = 0,2 (моль)

n (Р 2 О 5) = 0,1 моль

m (Р 2 О 5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2 (г)

m (NaO Н) р-ра = 25 ∙ 1,28 = 32 (г)

m (NaO Н) в-ва =0,25 ∙ 32 = 8 (г)

n (NaO Н) в-ва = 8/40 = 0,2 (моль)

По количественному соотношению NaO Н и Р 2 О 5

можно сделать вывод, что образуется кислая соль NaH 2 РО 4.

2 NaO Н + Р 2 О 5 + H 2 O = 2 NaH 2 РО 4

2моль 1 моль 2моль

0,2моль 0,1 моль 0,2моль

n (NaH 2 РО 4) = 0,2 моль

m (NaH 2 РО 4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г)

m (р-ра после р-ции) = 32 + 14,2 = 46,2 (г)

ω (NaH 2 РО 4) = 24/ 46,2 = 0 52 (52%)

Ответ: ω (NaH 2 РО 4) = 52%

2) При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%

(ρ = 1,025 г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа (н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электролиза.

Найти:

m (Na 2 O )

Дано :

V (р-ра Na 2 SO 4) = 2л = 2000 мл

ω (Na 2 SO 4 ) = 4%

ρ (р- ра Na 2 SO 4 )=1 г/ мл

М (Н 2 O ) =18 г/моль

V (О 2) = 448 л

V М = 22,4 л/ моль

При электролизе сульфата натрия проходит разложение воды, на аноде выделяется газ кислород.

2 H 2 O = 2 H 2 + О 2

2 моль 1моль

n (О 2) = 448/22,4 = 20 (моль)

n (H 2 O ) = 40 моль

m (H 2 O ) разл. = 40 ∙ 18 = 720 (г)

m (р-ра до эл-за) = 2000 ∙ 1,025 = 2050 (г)

m (Na 2 SO 4) в-ва = 2050 ∙ 0,04 = 82 (г)

m (р-ра после эл-за) = 2050 – 720 = 1330 (г)

ω (Na 2 SO 4 ) = 82 / 1330 = 0,062 (6,2%)

Ответ: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2%)

2.4 В реакцию вступает смесь известного состава, необходимо найти порции затраченных реагентов, и /или полученных продуктов.

1) Определить объём смеси газов оксида серы (IV ) и азота, в которой содержится 20 % сернистого газа по массе, который надо пропустить через 1000 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы массовые доли солей, образующихся в растворе, стали одинаковыми.

Найти:

V (газов)

Дано:

m (NaOH ) = 1000 г

ω (NaOH ) = 4%

m (средней соли) =

m (кислой соли)

М (NaOH ) =40 г/моль

Ответ: V (газов) = 156,8

NaO Н + SO 2 = NaHSO 3 (1)

1 моль 1 моль

2NaO Н + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)

2 моль 1моль

m (NaOH ) в-ва = 1000 ∙ 0,04 = 40 (г)

n (NaOH ) = 40/40 = 1 (моль)

Пусть n 1 (NaOH ) = x , тогда n 2 (NaOH ) = 1 - x

n 1 (SO 2 ) = n (NaHSO 3 ) = x

M (NaHSO 3 ) = 104 x n 2 (SO 2 ) = (1 – x) / 2 = 0,5 ∙ (1 – x)

m (Na 2 SO 3) = 0,5 ∙ (1 – x ) ∙ 126 = 63 (1 – х)

104 x = 63 (1 – х)

х = 0,38 моль

n 1 (SO 2) =0,38 моль

n 2 (SO 2 ) = 0,31 моль

n общ . (SO 2 ) = 0,69 моль

m общ. (SO 2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16 (г) – это составляет 20% от массы смеси газов. Масса газа азота составляет 80 %.

m (N 2) = 176,6 г, n 1 (N 2) = 176,6 / 28 = 6,31 моль

n общ. (газов)= 0,69 + 6,31 = 7 моль

V (газов) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)

2) При растворении 2,22 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,25%-ном растворе соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл) выделилось 1344 мл водорода (н.у.). Найдите процентное содержание каждого из металлов в смеси и определите объём соляной кислоты, который потребовался для растворения 2,22 г смеси.

Найти:

ω (Fe )

ω (Al )

V (HCl ) р-ра

Дано:

m (смеси) = 2,22 г

ρ (HCl р-ра) = 1,09 г/мл

ω (HCl ) = 18,25%

M (Fe ) = 56 г/моль

М (Al ) =27 г/моль

М (HCl ) =36,5 г/моль

Ответ: ω (Fe ) = 75.7%,

ω (Al ) = 24,3%,

V (HCl ) р-ра) = 22 мл.

Fe + 2HCl = 2 FeCl 2 + H 2

1 моль 2моль 1 моль

2Al + 6HCl = 2 AlCl 3 + 3H 2

2 моль 6 моль 3моль

n (Н 2) =1,344 /22.4 = 0.06 (моль)

Пусть m (Al ) = x , тогда m (Fe ) = 2,22 - х;

n 1 (Н 2) = n (Fe ) =(2.22 – x ) / 56

n (Al ) = х / 27

n 2 (Н 2) = 3х / 27∙ 2 = х / 18

x /18 +(2,22 – х) / 56 = 0,06

х = 0,54, m (Al ) = 0,54 г

ω (Al ) = 0,54 / 2.22 = 0.243 (24.3%)

ω (Fe ) = 75.7%

n (Al ) = 0.54 / 27 = 0.02 (моль)

m (Fe ) = 2,22 – 0.54 = 1.68 (г)

n (Fe ) =1.68 / 56 = 0,03 (моль)

n 1 (НCl ) = 0.06 моль

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5 (г)

V (HCl ) р-ра = 24/1,09 = 22 (мл)

3) Газ, полученный при растворении 9,6 г меди в концентрированной серной кислоте, пропустили через 200 мл раствора гидроксида калия (ρ =1 г/мл, ω (К OH ) = 2,8 %). Какого состава образуется соль? Определить её массу.

Найти:

m (соли)

Дано:

m (Cu ) = 9.6 г

V (КO Н) р-ра = 200 мл

ω (КOH ) = 2,8%

ρ (H 2 O ) = 1 г/мл

М (Cu ) =64 г/моль

М (КOH ) =56 г/моль

М (КНSO 3) =120 г/моль

Ответ: m (КНSO 3) = 12 г

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

1 моль 1 моль

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

2 КO Н + SO 2 = K 2 SO 3 + H 2 O

2 моль 1моль

n (SO 2) = n (Cu ) =6,4/64 = 0,1 (моль)

m (КO Н) р-ра = 200 г

m (КO Н) в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г

n (КO Н) =5,6/56 = 0,1 (моль)

По количественному соотношению SO 2 и КОН можно сделать вывод, что образуется кислая соль KHSO 3.

КO Н + SO 2 = KHSO 3

1 моль 1 моль

n (КНSO 3) = 0,1 моль

m (КНSO 3) = 0,1 ∙ 120 = 12 г

4) Через 100 мл 12,33% - ного раствора хлорида железа (II ) (ρ =1.03г/мл) пропускали хлор до тех пор, пока концентрация хлорида железа (III ) в растворе не стала равна концентрации хлорида железа (II ). Определите объём поглощённого хлора (н.у.)

Найти:

V (Cl 2)

Дано:

V (FeCl 2) = 100 мл

ω (FeCl 2) = 12,33%

ρ (р-ра FeCl 2) =1,03г/мл

М (FeCl 2) = 127 г/моль

М (FeCl 3) = 162,5 г/моль

V М = 22,4 л/ моль

m (FeCl 2) р-ра = 1,03 ∙ 100 = 103 (г)

m (FeCl 2) р-в-ва = 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (г)

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

2 моль 1моль 2моль

Пусть n (FeCl 2) прореаг. = х, тогда n (FeCl 3) обр. = х;

m (FeCl 2) прореаг. = 127х

m (FeCl 2) ост. = 12,7 - 127х

m (FeCl 3) обр. = 162,5х

По условию задачи m (FeCl 2) ост. = m (FeCl 3)

12,7 - 127х = 162,5х

х = 0,044, n (FeCl 2) прореаг. = 0,044 моль

n (Cl 2) = 0,022 моль

V (Cl 2) = 0,022 ∙ 22,4 = 0,5 (л)

Ответ: V (Cl 2) = 0,5 (л)

5) После прокаливания смеси карбонатов магния и кальция масса выделившегося газа оказалась равна массе твёрдого остатка. Определит массовые доли веществ в исходной смеси. Какой объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощён 40 г этой смеси, находящейся в виде суспензии.

Найти:

ω (MgCO 3)

ω (CaCO 3)

Дано:

m (тв.прод.) = m (газа )

m (смеси карбонатов )=40г

М (MgO ) = 40 г/моль

М СаO = 56 г/моль

М (CO 2) = 44 г/моль

М (MgCO 3) = 84 г/моль

М (СаCO 3) = 100 г/моль

1) Проведём расчеты, используя 1 моль смеси карбонатов.

MgCO 3 = MgO + CO 2

1моль 1 моль 1моль

CaCO 3 = CaO + CO 2

1 моль 1моль 1моль

Пусть n (MgCO 3) = x , тогда n (CaCO 3) = 1 – x .

n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x

m (MgO) = 40x

m (СаO ) = 56 ∙ (1 – x ) = 56 – 56x

Из смеси, взятой количеством 1 моль, образуется углекислый газ, количеством 1 моль.

m (CO 2) = 44.г

m (тв.прод.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x

56 - 16x = 44

x = 0,75,

n (MgCO 3) = 0,75 моль

n (СаCO 3) = 0,25 моль

m (MgCO 3) = 63 г

m (СаCO 3) = 25 г

m (смеси карбонатов) = 88 г

ω (MgCO 3) = 63/88 = 0,716 (71,6%)

ω (CaCO 3) = 28,4%

2) Суспензия смеси карбонатов при пропускании углекислого газа превращается в смесь гидрокарбонатов.

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(НCO 3 ) 2 (1)

1 моль 1 моль

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(НCO 3 ) 2 (2)

1 моль 1моль

m (MgCO 3) = 40 ∙ 0,75 = 28,64(г)

n 1 (СO 2) = n (MgCO 3) = 28,64/84 = 0,341 (моль)

m (СаCO 3) = 11,36 г

n 2 (СO 2) = n (СаCO 3) =11,36/100 = 0,1136 моль

n общ. (СO 2) = 0,4546 моль

V (CO 2) = n общ. (СO 2) ∙ V М = 0,4546∙ 22,4 = 10,18 (л)

Ответ: ω (MgCO 3) = 71,6%, ω (CaCO 3) = 28,4%,

V (CO 2 ) = 10,18 л.

6) Смесь порошков алюминия и меди массой 2,46 г нагрели в токе кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 15 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 39,2%, плотность 1,33 г/мл). Смесь полностью растворилась без выделения газа. Для нейтрализации избытка кислоты потребовался 21 мл раствора гидрокарбоната натрия с концентрацией 1,9 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в смеси и объём кислорода (н.у.), вступившего в реакцию .

Найти:

ω (Al ); ω (Cu )

V (O 2)

Дано:

m (смеси) = 2.46 г

V (NaHCO 3 ) = 21 мл=

0,021 л

V (H 2 SO 4 ) = 15 мл

ω(H 2 SO 4 ) = 39,2%

ρ (H 2 SO 4 ) = 1,33 г/ мл

С(NaHCO 3) = 1,9моль/л

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(H 2 SO 4)=98 г/моль

V м = 22,4 л/моль

Ответ: ω (Al ) = 21.95%;

ω (Cu ) = 78.05%;

V (O 2) = 0,672

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

4моль 3 моль 2моль

2Cu + O 2 = 2CuO

2моль 1 моль 2 моль

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (1)

1 моль 3 моль

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (2)

1 моль 1 моль

2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + СО 2 (3)

2 моль 1 моль

m (H 2 SO 4) р-ра =15 ∙ 1,33 = 19.95 (г)

m (H 2 SO 4) в-ва = 19.95 ∙ 0,393 = 7,8204 (г)

n (H 2 SO 4) общ = 7,8204/98 = 0,0798 (моль)

n (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (моль)

n 3 (H 2 SO 4 ) = 0,01995 (моль)

n 1+2 (H 2 SO 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (моль)

4) Пусть n (Al) = x, . m (Al) = 27x

n (Cu) = y, m (Cu) = 64y

27x + 64y = 2,46

n (Al 2 O 3 ) = 1,5x

n (CuO) = y

1,5x + y = 0.0585

x = 0,02; n (Al) = 0.02 моль

27x + 64y = 2,46

y = 0,03; n (Cu) = 0,03 моль

m (Al) = 0,02 ∙ 27 = 0,54

ω (Al) = 0,54 / 2.46 = 0.2195 (21.95%)

ω (Cu) = 78.05%

n 1 (O 2 ) = 0.015 моль

n 2 (O 2 ) = 0.015 моль

n общ . (O 2 ) = 0.03 моль

V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л)

7) При растворении в воде 15,4 г сплава калия с натрием выделилось 6,72 л водорода (н.у.) Определите молярное отношение металлов в сплаве.

Найти:

n (К) : n(Na )

m (Na 2 O )

Дано:

m (сплава) = 15,4 г

V (H 2) = 6,72 л

М (Na ) =23 г/моль

М (К) =39 г/моль

n (К) : n (Na ) = 1: 5

2К + 2H 2 O = 2 КOH + H 2

2 моль 1 моль

2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2

2 моль 1 моль

Пусть n (К) = x , n (Na ) = у, тогда

n 1 (Н 2) = 0,5 х; n 2 (Н 2) = 0,5у

n (Н 2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль)

m (К) = 39 x ; m (Na ) = 23 у

39х + 23 у = 15,4

х = 0,1, n (К) = 0,1 моль;

0,5х + 0,5у = 0,3

у = 0,5, n (Na ) = 0,5 моль

8) При обработке 9 г смеси алюминия с оксидом алюминия 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ =1,4 г/мл) выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определить массовые доли веществ в исходной смеси и объём раствора щёлочи, вступивший в реакции.

Найти:

ω (Al )

ω (Al 2 O 3)

V р-ра (NaOH )

Дано:

M (см.) = 9 г

V (H 2) = 33.8мл

ω (NaOH ) = 40%

М(Al ) = 27 г/моль

М(Al 2 O 3) = 102 г/моль

М(NaOH ) = 40 г/моль

2Al + 2 NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3H 2

2 моль 2 моль 3 моль

Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3H 2 O = 2 Na

1моль 2моль

n (H 2) = 3,36/22,4 = 0,15 (моль)

n (Al ) = 0,1 моль m (Al ) = 2.7 г

ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%)

ω (Al 2 O 3 ) = 70%

m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (г)

n (Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (моль)

n 1 (NaOH) = 0,1 моль

n 2 (NaOH) = 0,12 моль

n общ . (NaOH) = 0,22 моль

m р - ра (NaOH) = 0,22 ∙ 40 /0.4 = 22 (г)

V р - ра (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (мл)

Ответ: ω (Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, V р - ра (NaOH) = 16 мл

9) Сплав алюминия и меди массой 2 г обработали раствором гидроксида натрия, с массовой долей щёлочи 40 % (ρ =1,4 г/мл). Не растворившийся осадок отфильтровали, промыли и обработали раствором азотной кислоты. Полученную смесь выпарили досуха, остаток прокалили. Масса полученного продукта составила 0,8 г. Определите массовую долю металлов в сплаве и объём израсходованного раствора гидроксида натрия.

Найти:

ω (Cu ); ω (Al )

V р-ра (NaOH )

Дано:

m (смеси)=2 г

ω (NaOH )=40%

М(Al )=27 г/моль

М(Cu )=64 г/моль

М(NaOH )=40 г/моль

В щёлочи растворяется только алюминий.

2Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na + 3 H 2

2моль 2моль 3моль

Медь – нерастворившийся остаток.

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu (NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO

3 моль 3 моль

2Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 + O 2

2моль 2моль

n (CuO ) = 0,8 / 80 = 0,01 (моль)

n (CuO) = n (Cu(NO 3 ) 2 ) = n (Cu) = 0,1 моль

m (Cu) = 0,64 г

ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%)

ω (Al) = 68%

m (Al ) = 9 – 0,64 = 1,36(г)

n (Al ) = 1,36 / 27 = 0,05 (моль)

n (NaOH ) = 0,05 моль

m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (г)

V р-ра (NaOH ) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл)

Ответ: ω (Cu ) = 32%, ω (Al ) = 68%, V р-ра (NaOH ) = 3,5 мл

10) Прокалили смесь нитратов калия, меди и серебра массой 18,36 г. Объём выделившихся газов составил 4,32 л (н.у.). Твёрдый остаток обработали водой, после чего его масса уменьшилась на 3,4 г. Найти массовые доли нитратов в исходной смеси.

Найти :

ω (KNO 3 )

ω (Cu(NO 3 ) 2 )

ω (AgNO 3)

Дано:

m (смеси) = 18,36 г

∆m (твёрд. ост. )=3,4 г

V (CO 2) = 4,32 л

М (КNO 2) =85 г/моль

М (КNO 3) =101 г/моль

2 КNO 3 = 2 КNO 2 + O 2 (1)

2 моль 2 моль 1моль

2 Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 (2)

2 моль 2моль 4 моль 1 моль

2 AgNO 3 = 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 (3)

2 моль 2моль 2моль 1моль

CuO + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

Ag + 2H 2 O = взаимодействие не возможно

КNO 2 + 2H 2 O = растворение соли

Изменение массы твёрдого остатка произошло за счёт растворения соли, следовательно:

m (КNO 2) = 3,4 г

n (КNO 2) = 3,4 / 85 = 0,04 (моль)

n (КNO 3) = 0,04 (моль)

m (КNO 3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (г)

ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)

n 1 (O 2) = 0,02 (моль)

n общ. (газов) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (моль)

n 2+3 (газов) = 0,17 (моль)

m (смеси без КNO 3) = 18,36 – 4,04 = 14,32 (г)

Пусть m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x, тогда m (AgNO 3 ) = 14,32 – x.

n (Cu(NO 3 ) 2 ) = x / 188,

n (AgNO 3) = (14,32 – x ) / 170

n 2 (газов) = 2,5х / 188,

n 3 (газов) = 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170,

2,5х/188 + 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170 = 0,17

х = 9,75, m (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 г

ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)

ω (AgNO 3 ) = 24,09%

Ответ: ω (KNO 3 ) = 22%, ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 53,1%, ω (AgNO 3 ) = 24,09%.

11) Смесь гидроксида бария, карбонатов кальция и магния массой 3,05 г прокалили до удаления летучих веществ. Масса твёрдого остатка составила 2,21 г. Летучие продукты привели к нормальным условиям и газ пропустили через раствор гидроксида калия, масса которого увеличилась на 0,66 г. Найти массовые доли веществ в исходной смеси.

ω (Вa (O Н) 2)

ω (Сa СO 3)

ω (Mg СO 3)

m (смеси) = 3,05 г

m (тв.ост.) = 2,21 г

∆ m (КОН) = 0,66 г

М (H 2 O ) =18 г/моль

М (СО 2) =44 г/моль

М (Вa (O Н) 2) =171 г/моль

М (СаСО 2) =100 г/моль

М (Mg СО 2) =84 г/моль

Вa (O Н) 2 = H 2 O + ВaO

1 моль 1моль

Сa СO 3 = СО 2 + СaO

1 моль 1моль

Mg СO 3 = СО 2 + MgO

1 моль 1моль

Масса КОН увеличилась за счёт массы поглощённого СО 2

КОН + СО 2 →…

По закону сохранения массы веществ

m (H 2 O ) =3,05 – 2,21 – 0,66 = 0,18 г

n (H 2 O ) = 0,01 моль

n (Вa (O Н) 2) = 0,01 моль

m (Вa (O Н) 2) = 1,71 г

ω (Вa (O Н) 2) = 1,71 /3.05 = 0.56 (56%)

m (карбонатов) = 3,05 – 1,71 = 1,34 г

Пусть m (Сa СO 3) = x , тогда m (Сa СO 3) = 1,34 – x

n 1 (СO 2) = n (Сa СO 3) = x /100

n 2 (СO 2) = n (Mg СO 3) = (1,34 - x )/84

x /100 + (1,34 - x )/84 = 0,015

x = 0,05, m (Сa СO 3) = 0,05 г

ω (Сa СO 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)

ω (Mg СO 3) =28%

Ответ: ω (Вa (O Н) 2) = 56%, ω (Сa СO 3) = 16%, ω (Mg СO 3) =28%

2.5 В реакцию вступает неизвестное веществ o / образуется в ходе реакции.

1) При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла со 100 г воды получили раствор с массовой долей вещества 2,38%. Масса раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и исходного водородного соединения. Определите, какое соединение было взято.

Найти:

Дано:

m (H 2 O ) = 100 г

ω (МеOH ) = 2,38%

∆ m (р-ра) = 0,2 г

М (H 2 O ) = 18 г/моль

МеН + H 2 O = МеOH + Н 2

1 моль 1моль 1моль

0,1 моль 0,1моль 0,1моль

Масса конечного раствора уменьшилась на массу газа водорода.

n (Н 2) = 0,2/2 = 0,1 (моль)

n (H 2 O ) прореаг. = 0,1 моль

m (H 2 O ) прореаг = 1,8 г

m (H 2 O в р-ре ) = 100 – 1,8 = 98,2 (г)

ω (МеOH ) = m (МеOH ) / m (р-ра г/моль

Пусть m (МеOH ) = х

0,0238 = х / (98,2 + x )

x = 2,4, m (МеO Н) = 2,4 г

n (МеO Н) = 0,1 моль

М (МеO Н) = 2,4 / 0,1 = 24 (г/моль)

М (Ме) = 7 г/моль

Ме - Li

Ответ: Li Н.

2) При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбавленной азотной кислоте образуются две соли: Ме(N О 3 ) 2 и X . При нагревании X с гидроксидом кальция выделяется газ, который с ортофосфорной кислотой образует 66 г гидроортофосфата аммония. Определите металл и формулу соли X .

Найти:

Дано:

m (Ме) = 260 г

m ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 г

М ((NH 4) 2 HPO 4) =132 г/моль

Ответ: Zn , соль - NH 4 NO 3.

4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4 моль 1 моль

2NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2H 2 O

2 моль 2 моль

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4

2 моль 1моль

n ((NH 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (моль)

n (N Н 3) = n (NH 4 NO 3) = 1 моль

n (Ме) = 4моль

М (Ме) = 260/4 = 65 г/моль

Ме - Zn

3) В 198,2 мл раствора сульфата алюминия (ρ = 1 г/мл) опустили пластину неизвестного двухвалентного металла. Через некоторое время масса пластины уменьшилась на 1,8 г, а концентрация образовавшейся соли составила 18%. Определите металл.

Найти:

ω 2 (NaOH )

Дано:

V р-ра = 198.2 мл

ρ (р-ра) = 1 г/мл

ω 1 (соли) = 18%

∆m (р-ра) =1,8 г

М (Al ) =27 г/моль

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Me = 2 Al+ 3MeSO 4

3 моль 2 моль 3 моль

m (р-ра до р-ции) = 198.2 (г)

m (р-ра после р-ции) = 198.2 + 1,8 = 200(г)

m (MeSO 4) в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36 (г)

Пусть М (Ме) = х, тогда М (MeSO 4) = х + 96

n (MeSO 4) = 36 / (х + 96)

n (Ме) = 36/ (х + 96)

m (Ме) = 36x / (х + 96)

n (Al ) = 24 / (х + 96),

m (Al ) = 24 ∙ 27 / (х + 96)

m (Ме) ─ m (Al ) = ∆m (р-ра)

36x / (х + 96) ─ 24 ∙ 27 / (х + 96) = 1,8

х = 24, М (Ме) = 24 г/моль

Металл - Mg

Ответ: Mg .

4) При термическом разложении 6,4 г соли в сосуде ёмкостью 1 л при 300,3 0 С создалось давление 1430 кПа. Определите формулу соли, если при разложении её образуется вода и плохо растворимый в ней газ.

Найти:

Формулу соли

Дано:

m (соли) = 6,4 г

V (сосуда) = 1 л

Р = 1430 кПа

t =300.3 0 C

R = 8.31Дж/моль∙ К

n (газа) = PV /RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573,3 = 0,3 (моль)

Условию задачи отвечают два уравнения:

NH 4 NO 2 = N 2 + 2 H 2 O ( газ)

1 моль 3 моль

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (газ)

1 моль 3 моль

n (соли) = 0,1 моль

М (соли) = 6,4/0,1 = 64 г/моль (NH 4 NO 2)

Ответ: NH 4 N

Литература.

1 .Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин, А.В.Попков «Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы», Москва, «Дрофа» 1999

2. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Сборник задач по химии», Москва «Новая Волна * Оникс» 2000

3. К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В., О.В.Солод «Пособие по химии для поступающих в Военно – медицинскую академию и другие высшие медицинские учебные заведения»,

Санкт – Петербург, 1999

4. Пособие для поступающих в медицинские институты «Задачи по химии с решениями»,

Санкт – Петербургский медицинский институт им.И.П.Павлова

5. ФИПИ «ЕГЭ ХИМИЯ» 2009 – 2015 г.

Слайд 2

«Чтобы избегать ошибок, надо набираться опыта;чтобы набираться опыта, надо делать ошибки».

Слайд 3

С1. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции. Определите окислитель и восстановитель.

Слайд 4

Необходимые навыки

Расстановка степеней окисления Задавать себе главный вопрос: кто в этой реакции отдаёт электроны, а кто их принимает? Определите, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) протекает реакция. если в продуктах мы видим кислоту, кислотный оксид - значит, это точно не щелочная среда, а если выпадает гидроксид металла - точно не кислая. Проверьте, чтобы в реакции был и окислитель, и восстановитель Если оба вещества могут проявлять свойства и восстановителя, и окислителя - надо продумать, какое из них более активный окислитель. Тогда второй будет восстановителем.

Слайд 5

Последовательность расстановки коэффициентов в уравнении

Сначала проставьте коэффициенты, полученные из электронного баланса Если какое-либо вещество выступает и в роли среды, и в роли окислителя (восстановителя) - его надо будет уравнивать позднее, когда почти все коэффициенты расставлены Предпоследним уравнивается водород по кислороду мы только проверяем

Слайд 6

Возможные ошибки

Расстановка степеней окисления: а) степени окисления в водородных соединениях неметаллов: фосфин РН3 - степень окисления у фосфора - отрицательная; б) в органических веществах - проверьте ещё раз, всё ли окружение атома С учтено в) аммиак и соли аммония - в них азот всегда имеет степень окисления −3 в) кислородные соли и кислоты хлора - в них хлор может иметь степень окисления +1, +3, +5, +7; г) двойные оксиды: Fe3O4, Pb3O4 - в них металлы имеют две разные степени окисления, обычно только одна из них участвует в переносе электронов.

Слайд 7

2. Выбор продуктов без учёта переноса электронов - то есть, например, в реакции есть только окислитель без восстановителя или наоборот 3. Неверные с химической точки зрения продукты: не может получиться такое вещество, которое вступает во взаимодействие со средой! а) в кислой среде не может получиться оксид металла, основание, аммиак; б) в щелочной среде не получится кислота или кислотный оксид; в) оксид или тем более металл, бурно реагирующие с водой, не образуются в водном растворе.

Слайд 8

Слайд 9

Повышение степеней окисления марганца

Слайд 10

Дихромат и хромат как окислители.

Слайд 11

Повышение степеней окисления хрома

Слайд 12

Азотная кислота с металлами.- не выделяется водород, образуются продукты восстановления азота

Слайд 13

Диспропорционирование

Реакции диспропорционирования- это реакции, в которых один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем, одновременно и повышая, и понижая свою степень окисления:

Слайд 14

Серная кислота с металлами

Разбавленная серная кислота реагирует как обычная минеральная кислота с металлами левее Н в ряду напряжений, при этом выделяется водород;- при реакции с металлами концентрированной серной кислоты не выделяется водород, образуются продукты восстановления серы.

Слайд 15

Диспропорционирование оксида азота (IV) и солей.

Слайд 16

С 2. Взаимосвязь различных классов неорганических веществ

Изменения в КИМ 2012 года

Слайд 17

Задание С2 предложено в двух форматах. В одних вариантах КИМ оно будет предложено в прежнем формате а в других в новом, когда условие задания представляет собой описание конкретного химического эксперимента, ход которого экзаменуемый должен будет отразить посредством уравнений соответствующих реакций.

Слайд 18

С2.1. (прежний формат) – 4 балла. Даны вещества: оксид азота (IV), медь, раствор гидроксида калия и концентрированная серная кислота. Напишите уравнения четырехвозможных реакций между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов.

С2.2.(В новом формате) – 4 балла. Соль, полученную при растворении железа в горячей концентрированной серной кислоте, обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

Слайд 19

1 или 2 реакции обычно «лежат на поверхности», демонстрируя либо кислотные, либо основные свойства вещества В наборе из четырех веществ, как правило, встречаются типичные окислители и восстановители. В этом случае как минимум одна представляют собой ОВР Для написания реакций между окислителем и восстановителем необходимо: 1. предположить, до какого возможного значения повысится степень окисления атома-восстановителя и в каком продукте реакции он будет ее проявлять; 2. предположить, до какого возможного значения понизится степень окисления атома-окислителя и в каком продукте реакции он будет ее проявлять. Обязательный минимум знаний

Слайд 20

Типичные окислители и восстановители в порядке ослабления окислительных и восстановительных свойств

Слайд 21

Даны четыре вещества: оксид азота (IV), иодоводород, раствор гидроксида калия, кислород. 1. кислота + щёлочь а) есть 2 окислителя: NО2иО2 б) восстановитель: НI 2. 4HI + О2 = 2I2 + 2Н2О 3. NО2 + 2HI = NO + I2 + Н2О Диспропорционирование в растворах щёлочи 4.2NО2 + 2NaOH = NaNО2 + NaNО3 + Н2О

Слайд 22

С 3. Генетическая связь между основными классами органических веществ

Слайд 23

Общие свойства классов органических веществ Общие способы получения органических веществ Специфические свойства некоторых конкретных веществ Обязательный минимум знаний

Слайд 24

Большинство превращений Углеводородов в кислородсодержащие соединения происходит через галогенпроизводные при последующем действии на них щелочей Взаимопревращения углеводородов и кислородсодержащих органических веществ

Слайд 25

Основные превращения бензола и его производных

Обратите внимание, что у бензойной кислоты и нитробензола реакции замещения идут в мета-положениях, а у большинства других производных бензола – в орто и пара-положениях.

Слайд 26

Получение азотсодержащих органических веществ

Слайд 27

Взаимопревращения азотсодержащих соединений

Необходимо помнить, что взаимодействие аминов с галогеналканами происходит с увеличением числа радикалов у атома азота. Так можно из превичных аминов получать соли вторичных, а затем из них получать вторичные амины.

Слайд 28

Окислительно-восстановительные свойства кислородсодержащих соединений

Окислителями спиртов чаще всего являются оксид меди (II) или перманганат калия, а окислителями альдегидов и кетонов - гидроксид меди (II), аммиачный раствор оксида серебра и другие окислители Восстановителем является водород

Слайд 29

Получение производных карбоновых кислот

Сектор 1 – химические реакции с разрывом связей О-Н (получение солей) Сектор 2 – химические реакции с заменой гидроксогруппы на галоген, аминогруппу или получение ангидридов Сектор 3 – получение нитрилов

Слайд 30

Генетическая связь между производными карбоновых кислот

Слайд 31

Типичные ошибки при выполнении задания СЗ: незнание условий протекания химических реакций, генетической связи классов органических соединений; незнание механизмов, сущности и условий реакций с участием органических веществ, свойств и формул органических соединений; неумение предсказать свойства органического соединения на основе представлений о взаимном влиянии атомов в молекуле; незнание окислительно-восстановительных реакций (например, с перманганатом калия).

Слайд 32

С 4. Расчёты по уравнениям реакций

Слайд 33

Классификация задач

Слайд 34

Расчёты по уравнениям реакций. Газ, выделившийся при взаимодействии 110 мл 18 % -ного раствора HCl (ρ = 1,1 г/мл) и 50 г 1,56 % - ного раствора Na2S пропустили через 64 г 10,5% - ного раствора нитрата свинца. Определите массу соли, выпавшей в осадок.

Слайд 35

II. Задачи на смеси веществ На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл 20%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,20 г/мл). рассчитайте массу уксусной кислоты и её массовую долю в исходной смеси кислот.

Слайд 36

III. Определение состава продукта реакции (задачи на «тип соли») Аммиак объёмом 4,48 л (н.у) пропустили через 200 г 4,9%-ного раствора ортофосфорной кислоты. Назовите соль, образующуюся в результате реакции, и определите её массу.

Слайд 37

IV. Нахождение массовой доли одного из продуктов реакции в растворе по уравнению материального баланса Оксид, образовавшийся при сжигании 18,6 г фосфора в 44,8 л (н.у.) кислорода, растворили в 100 мл дистиллированной воды. Рассчитайте массовую долю ортофосфорной кислоты в полученном растворе.

Слайд 38

Нахождение массы одного из исходных веществ по уравнению материального баланса Какую массу гидрида лития нужно растворить в 200 мл воды, чтобы получить раствор с массовой долей гидроксида 10%? Какой цвет приобретёт метилоранж при добавлении его в полученный раствор? Запишите уравнение реакции и результаты промежуточных вычислений.