1тип задач: Определение формул веществ по массовым долям

МОБУ «Ащебутакская СОШ»
Урок химии в 10 классе
по теме «Решение задач на вывод
молекулярной формулы вещества»
учитель химии Умербаева Г.Ж.
2013-2014г
Цель урока: Формировать умение решать задачи на вывод молекулярной формулы
вещества.
Задачи: 1. Изучить способы решения задач на вывод молекулярной формулы вещества,
формировать умения и навыки учащихся в решении задач, подготовка к ЕГЭ.
2. Развивать аналитическое мышление, умение работать с информацией, составлять
алгоритмы решения задач.
3. Активизировать познавательную деятельность учащихся, уметь сотрудничать и
работать в группе.
Тип урока- урок «открытия» нового знания
Оборудование-компьютер, проектор, экран, презентация урока, Приложение №1алгоритмы решения задач, Приложение №2-задачи для самостоятельного решения
Ход урока:
1. Орг. Момент
2.Изучение нового материала. Звучит песня «Первоклассника» А.Пугачевой.
-тема урока «Решение задач на вывод молекулярной формулы органического
вещества» (Запишите тему урока)
-Вопрос для учащихся: каковы цель и задачи урока?
-Значимость заданиий: ЕГЭ, Задача С5. Определение формул
органических веществ.
Типы задач в задании С5.
1.
Определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по
общей формуле вещества;
2.
Определение формулы вещества по продуктам сгорания;
3.
Определение формулы вещества по химическим свойствам.
-К доске приглашаются 3 ученика для решения задач (решают
самостоятельно)
1) Зад. №7 с 48( уч 10 кл, Новошинский): Определить молекулярную формулу
углеводорода, массовая доля углерода в котором равна 85,7%, Д(по воздуху)=1,488
2) Зад №3 с 18(Н): При сжигании 4,3 г органического вещества получили 13,2 г оксида
углерода (4) и 6,3 г воды. Найдите молекулярную формулу вещества, если Д(по
Н2)=43
3)Зад . из сборника ЕГЭ: Установите молекулярную формулу алкена, если известно,
что 1,5 г его способны присоединить 600 мл хлороводорода
Решения задач: 1)85,7:12/14,3:1=7,14:14,3=1:2, М(СН2)=14, М=1,488*29=43,
43:14=3, С3Н6
2)n(C)= n(СО2)=13,2:44=0,3 n(Н)=2*6,3/18=0,7 m(C)=3,6г, m(Н)=0,7г,
3,6+0,7=4,3г, значит нет О в составе вещества, 0,3:0,7=3:7
М(С3Н7)=43,
М(в-ва)=43*2=86
86:43=2, значит истинная формула С6Н14
3)СnH2n+HCl=CnH2n+1Cl, n(HCl)=n(в-ва)=0,6:22,4=0,0268, М(вва)=1,5:0,0268=56, 14n=56
n-4
C4H8
(после решения задачи осуществляем взаимопроверку)-3 ученика
(красным мелом)
Необходимые теоретические сведения(актуализация опорных знаний)
Задание №1. Повторение теоретического материала с остальными учащимися
класса (1 группа-условно «учителя», 2 группа-«ученики»)
Заполните пропуски в формулах
?=Ar(Э)*n(Э)/Mr(вещ.)
n =?/М
? = V / Vm
n =
N/?
? = m(газа) / V(газа)
? = ρ * Vm
М(газа Х)= D(погазуУ)*?(газаУ)
-Задание №2
Молекулярная (истинная) формула
Соотношение
атомов
Простейшая
(эмпирическая)
формула
Бутен
С4Н8
4:8=1:2
СН2
Гексан
С6Н14
6:14 = 3:7
С3Н7
Вещество
Сформулируйте задание (для вещества гексан определите молекулярную и
простейшую формулу). Выполните задание
Задание №3
Общие формулы веществ разных классов.
Часто для решения задач с химическими реакциями удобно пользоваться не обычной
общей формулой, а формулой, в которой выделена отдельно кратная связь или
функциональная группа. Вспомним общие формулы веществ изученных
классов
Алканы- СnH2n+2
Алкены, циклоалканы- СnH2n
Алкадиены, алкины- СnH2n-2
Арены- СnH2n-6
Предельные альдегиды, кетоны- СnH2nО
Предельные одноатомные спирты, простые эфиры- СnH2n+2О
Предельные одноосновные карбоновые кислоты, сложные эфиры- СnH2nО2
Предельные
амины-CnH2n+3 N
Аминокислоты NH2 СnH2n- COOH
Углеводы - Cx(H2O)y
Задание №4 Вместе с вами мы составили и выучили алгоритмы решения задач.
Необходимо установить правильную последовательность решения задачи на определение
формулы вещества по массовым долям элементов, входящих в его состав)
Ответ по слайду:6-3-5-7-2-1-4 (запишите в тетради) (ученики и учителя меняются
ролями)
Алгоритм
1.Внимательно прочитайте условие задачи и кратко запишите его
2. Определите соотношение атомов в молекуле, разделив массовые доли
каждого из элементов на их относительные атомные массы
3. Напишите простейшую формулу, определите Mr(простейшей молекулы)
4. Определите относительную молекулярную массу углеводорода
5. Установите, во сколько раз истинная относительная молекулярная масса
углеводорода больше относительной молекулярной массы простейшей его
молекулы
6. Напишите истинную формулу углеводорода, увеличив число атомов каждого
элемента
7. Запишите ответ
Задание №5
Задачи Д/з (устный разбор задачи №2 с проговариванием, №4решение у доски, в остальных заданиях сверка ответов)
1. Установите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в
котором 80%. Относительная плотность его паров по водороду равна 15.
2. Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.
3. Определить формулу предельного альдегида, если известно, что 3•1022 молекул
этого альдегида весят 4,3 г.
4. Определить формулу дихлоралкана, содержащего 31,86 % углерода.
Пояснения к разбору задач:
1)х:у=80/12:20/1=6,6666:20=1:3, М(СН3)=15г/моль М(вещ)=15*2=30г/моль,
30:15=2, значит формула вещества С2Н6
2)М(алкина)=22,4*2,41=54 г/моль, M(СnН2n-2)=14n-2=54,
С4Н6
n=4,
3)n(альдегида)=3•1022 / 6•1023 =0,05моль, М(альд)=4,3:0,05=86г/моль,
М(СnН2nO)=
=14n+16=86, n=5, С5Н10O или С4Н9СОН
4) CnН2nCL2, w(C)= 12n: (14n+71)=0,3186,
22,62:7,54=3, С3Н6СL2
12n=4,46n+22,62
n=
Физминутка
Задание №6
2.Определение формулы вещества по продуктам сгорания.
По условию задачи расскажите алгоритм решения задач такого типа
При сжигании 0.46 г органического вещества было получено 0.88 г оксида
углерода (IV) и 0.54 г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 23.
Определите его молекулярную формулу.
Дано:
Решение:
m(в-ва)=0,46г
n(C)=n(CO2)=0,88:44=0,02 моль,
m(C )=12*0,02=0,24 г
m(СО2)=0,88г
n(Н)=2n(Н2O)=(0,54:18)*2=0,06моль,
m(Н)=0,06г
m((Н2O)=0,54г
m(C) + m(Н)=0,3г, значит m(0)=0,16г, n(О)=0,16:16=0,01 моль
Д(по Н2)=23
n(C): n(H):n(O)=0,02:0,06:0,01=2:6:1 М(С2Н6О)=46 г/моль,
М(в-ва)=23*2=46г/моль, значит С2Н6О-истинная формула
СхНуОz -?
Ответ:С2Н6О
Алгоритм решения задач на вывод формул органических веществ по продуктам
сгорания(составляют учащиеся)
1. Обозначить формулу вещества с помощью индексов Х.У, Z и т.д. по числу элементов в
молекуле. Если продуктами горения являются СО2 и Н2О, то вещество может содержать 3
элемента ( СхНуОZ). Частный случай: продуктом горения кроме СО2 и Н2О является азот
(N2) для азотсодержащих веществ (Сх Ну Оz Nm)
2. Составить уравнение реакции горения.
3. Найти количество вещества каждого из продуктов сгорания.
4. Рассчитать количество вещества атомов углерода и водорода.
5. Если не сказано, что сжигаемое вещество- углеводород, рассчитать массы углерода и
водорода в продуктах сгорания. Найти массу кислорода в веществе по разности массы
исходного вещества и m (C) + m (H).вычислить количество вещества атомов кислорода.
6. Соотношение индексов х:у:z равно соотношению количеств веществ v (C) :v (H) :v (O)
приведенному к отношению целых чисел.
7. При необходимости по дополнительным данным в условии задачи привести
полученную эмпирическую формулу к истинной.
Задание №7
у доски
Разбор задач д/з : № 2-устно с проговариванием, письменно №3
1. При сжигании углеводорода образовалось 2,24л углекислого газа и 3,6г воды.
Установить формулу углеводорода
2. При сгорании органического вещества массой 3,9 г, относительная плотность паров
которого по воздуху равна 2, 69, образовался оксид углерода (IV) объёмом 6, 72 л
(н.у.) и вода массой 2,7 г воды. Какова формула вещества?
3. При сжигании углеводорода образовалось 22г углекислого газа и 4,5 г воды.
Определите молекулярную формулу углеводорода, зная, что он содержит 2 атома
углерода.
4. При сгорании органического вещества массой 2,3 г образовались оксид углерода (IV)
массой 4,4 г и вода массой 2,7 г. Относительная плотность паров этого вещества по
воздуху равна 1, 59. Определите его структурную формулу. Зная, что вещество не
реагирует с металлическим натрием.
 Решения к разбору задач:
1) n(CO2)=2,24л/22,4л/моль=0,1моль=n(С)
n(H2O)=3,6г/18г/моль=0,2моль, n(H)=2n(H2O)=0,4моль
n (C ):n(H)=0,1:0,4=1:4, СН4
Ответ: СН4
2) n(C)=n(CO2)=6,72:22,4=0,3 моль, m(C )=12*0,3=3,6 г
n(Н)=2n(Н2O)=(2,7:18)*2=0,3моль, m(Н)=0,03г,
m(C) + m(Н)=3,9, значит нет О в составе вещества
n(C): n(H)=0,3:0,3=1:1 М(СН)=13 г/моль, М(в-ва)=2,69*29=78, значит С6Н6-истинная
формула
3) 1)n(C)=n(CO2)=22:44=0,5 моль,
n(Н)=2n(Н2O)=(4,5:18)*2=0,5моль,
n(C): n(H)=0,5:0,5=1:1, т.к. атомов С-2, значит С2Н2-истинная формула
4) 1)n(C)=n(CO2)=4,4:44=0,1моль, m(C )=12*0,1=1,2 г
n(Н)=2n(Н2O)=(2,7:18)*2=0,3моль, m(Н)=0,3г,
m(C) + m(Н)=1,5, значит m(0)=0,8г, n(О)=0,8:16=0,05 моль
n(C): n(H):n(O)=0,1:0,3:0,05=1:3:0,5=2:6:1 М(С2Н6О)=46 г/моль, М(в-ва)=1,59*29=46,
значит С2Н6О-истинная формула СН3-О-СН3
Задание №8 .Определение формулы вещества по химическим свойствам (вставьте
пропущенные слова в текст).
Алгоритм решения задач на вывод формул органических веществ по
химическим свойствам
1. Записать общую формулу класса искомого вещества
2. Записать уравнение химической реакции на основании свойств исходного
вещества
3. Найти количество вещества, вступившего в реакцию с искомым веществом
4. Сравнить количества искомого вещества и вещества, вступившего в реакцию с
ним
5. Определить молярную массу исходного вещества
6. Определить молекулярную формулу вещества
Задание №9 (сверка ответов д/з)
1.При взаимодействии 0,74 г предельного одноатомного спирта с металлическим
натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования 112 мл
пропена (н. у.). Что это за спирт?
2. Определить формулу сложного эфира, при гидролизе 2,64 г которого выделяется
1,38 г спирта и 1,8 г одноосновной карбоновой кислоты.
3. Определить формулу аминокислоты, если при действии на 8,9 г её избытком
гидроксида натрия можно получить 11,1 г натриевой соли этой кислоты.
4. Для окисления 2,9 г предельного альдегида до кислоты потребовалось 9,8 г
гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида. (С3Н6О)
Проверка выполнения:
1) 2СnН2n+1OH + 2Na = 2СnН2n+1ONa +H2
С3Н6 + H2= С3Н8
n (cпирта)= 2n(H2)=2n(C3H6)=2*( 0,112:22,4)=2*0,005=0,01моль
М(спирта)=0,74 : 0,01=74 г/моль, значит 14n+18=74, n=56:14=4 С4Н9ОНистинная формула
2)CnH2n+1COOCmH2m+1 +H2O= CnH2n+1COOH + CmH2m+1OH
Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и сумма масс
продуктов реакции равны.
Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:
M( H2O ) = (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = 1,38 + 1,8 − 2,64 = 0,54 г

n(H2O)= m / M = 0,54 / 18 = 0,03 моль
 Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны моль.
Можно найти их молярные массы:
 Мкислоты = m / n = 1,8 / 0,03 = 60 г/моль,
Мспирта = 1,38 / 0,03 = 46 г/моль.
 Получим два уравнения, из которых найдём m и n:
MCnH2n+1COOH = 14n + 46 = 60, n = 1 — уксусная кислота
MCmH2m+1OH = 14m + 18 = 46, m = 2 — этанол.
Таким образом, искомый эфир — это этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат.
Ответ: CH3COOC2H5.
3) NH2 -СnH2n- COOH+NaOH= NH2 -СnH2n- COONa +H20
n(аминокисл)=n(соли)=8,9/14n+61=11,1/14n+83,
30,8n=61,6
n=2,
4)
155,4n+677,1=124,6n+738,7,
NH2 -С2H4- COOH
СnH2nО +2Сu(ОН)2= СnH2nО2
+
Сu2О + 2Н2О
n( Сu(ОН)2 )=2n( СnH2nО) = 9,8/98= 2*(2,9/14n+16)
n+16) =2,9
0,1:2= 2,9:(14 n+16), 0,05*(14
0,7n+0,8=2,9
n=3
С3H6О
Задание №10 Укажите молекулярную формулу алкена, если продукт его взаимодействия с
бромоводородом имеет относительную плотность по воздуху 5,21
СnН2n +НВr = Сn Н2n+1 Вr
14n=70 n=5 C5H10
M(Сn Н2n+1 Вr)=5,21*29= 151
M(Сn Н2n)= 151-1-80=70
Вопрос к учащимся: Какие типичные ошибки возможны в решении задач С5?
•
Некорректное оформление;
•
Решение не математическим путем, а методом перебора;
•
Неверно составленная общая формула вещества;
•
Ошибки в уравнении реакции с участием вещества, записанного в общем виде.
Подведение итогов , Рефлексия.
•
1. Что узнали нового на уроке?
•
2. Какие были затруднения?
•
3. Что необходимо для преодоления затруднений?
Оценивание деятельности учащихся
д/з:
1)подобрать и решить из разных источников 3-5 задач С-5; 2)творческое составить задачу.
1тип задач: Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его
состав (решение учеником, объяснение учителя).
Определить формулу вещества, если оно содержит 84,21% С и 15,79% Н и имеет
относительную плотность по воздуху, равную 3,93.
 Дано :
Решение:
 W(C) =84,21%
Д(по возд.)= 3,93
 СхНу - ?
формула неизвестного углеводорода СхНу.
х:у=84,21/12: 15,79/1=7,02:15,79=1:2,25=4:9
С4Н9 -простейшая формула
М(С4Н9)=57 г/моль
М(СхНу) = D(возд) * М(возд)
М(СхНу)=3,93*29=113,97 г/моль,
114:57=2,
значит С8Н18 -
истинная формула
Ответ: С8Н18
Определить формулу алкадиена, если 0,34 г его могут обесцветить 80 г 2%-го
раствора брома.
Дано:
Решение:
m(р-ра Br2)=80г
СnН2n-2 + 2Br2 = СnН2n-2 Br4
w(Br2) =0,02
m(Br2) =m(р-ра)* w(Br2)
m(СnН2n-2)=0,34г
СnН2n-2 -?
m(Br2) =80*0,02=1,6г
n(СnН2n-2)=1|2n(Br2)=
=1|2*1,6/160=0,005моль
М(СnН2n-2)=0,34:0,005 =68г/моль
14n-2=68, n=5
Ответ: С5Н8