WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

«Стандартные алгоритмы решения нестандартных химических задач Учебное пособие для подготовки к олимпиадам школьников по химии Химический факультет Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова Высший ...»

-- [ Страница 1 ] --

И. В. Свитанько, В. В. Кисин, С. С. Чуранов

Стандартные алгоритмы решения

нестандартных химических задач

Учебное пособие для подготовки

к олимпиадам школьников по химии

Химический факультет Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова

Высший химический колледж Российской академии наук

Издательство физико-математической литературы (ФИЗМАТЛИТ) Москва, 2012 И. В. Свитанько, В. В. Кисин, С. С. Чуранов Стандартные алгоритмы решения нестандартных химических задач.

– М., Химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова;

– М., Высший химический колледж РАН;

– М., Издательство физико-математической литературы (ФИЗМАТЛИТ) 2012. 253c.

ISBN 9875-94052-218- Задачи по химии классифицированы по структуре условия и методам их решения – задачи с составлением одной пропорции, стехиометрические схемы, задачи на смеси и др. Приведены обобщенные алгоритмы решения каждого типа задач. Цель пособия – показать, что большинство расчетных задач по химии, в том числе олимпиадных, может быть решено с применением минимального количества стандартных математических операций.

Для качественных задач по химии также сделана попытка отследить стандартные формулировки таких задач, а также закономерности алгоритмов их решений.

Рекомендовано ученым советом Высшего химического колледжа РАН и ученым советом кафедры фундаментальных проблем химии химического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова для подготовки к олимпиадам школьников по химии, а также для поступающих в вузы химического профиля.

ISBN 9875-94052-218- © Составление: И.В.Свитанько, В.В.Кисин, С.С.Чуранов, 2012.

© Оформление и верстка: И.В.Свитанько, 2012.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел I. Алгоритмы решения расчетных задач 1. Расчеты без химических реакций

1.1. Аддитивные смеси

1.2. Определение формулы химического соединения по явно заданным количественным параметрам

2. Расчеты с использованием уравнений химических реакций............... 2.1. Определение формулы вещества по количественным данным о его превращениях

2.2. Расчет по одному уравнению реакции

2.2.1. Простая пропорция с явно заданными количественными параметрами

2.2.2. Избыток (недостаток) одного из реагентов............ 2.2.3. Неявно заданные количественные параметры....... 2.2.4. Расчеты с использованием разности масс реагентов и продуктов реакции

2.2.5. Сравнение количественных данных нескольких процессов

2.3. Расчеты по нескольким уравнениям химических реакций... 2.3.1. Последовательные реакции (составление «стехиометрических схем»)

2.3.2. Расчеты по уравнениям одновременно протекающих реакций («задачи на смеси»)

Раздел II. Алгоритмы решения качественных задач II.1. Задачи-головоломки 1. Рассуждения о ключиках, или почему задачи называются «качественными»

2. Виды ключей

2.1. Органолептические свойства, идентификация по цвету и запаху, аналитические качественные определения

2.2. Агрегатное состояние

2.3. Ключевое химическое свойство

2.4. Расчет как ключевой фактор в решении качественных задач............ 2.5. Уникальные физические свойства. Структурные, спектральные особенности соединений как ключевой фактор логики решения задачи

2.6. Задачи, требующие эрудиции и/или сообразительности

II.2 Задачи-эссе (научные проблемы в задачах химических олимпиад)

Посвящается другу и учителю Сергею Сергеевичу Чуранову, олицетворявшему эпоху, когда все только начиналось...

Игорь Свитанько, Вадим Кисин Предисловие Никого не собираемся убеждать в правильности издания книг для избранных – либо есть понимание, что будущее страны - в руках у нынешних вундеркиндов (если не уедут), либо нет.

Ни при каких экономических обстоятельствах не переведется тип энтузиастаучителя, отдающего остаток сил (после школьной каждодневной суеты) той малой части учеников, чьи имена могут войти в историю отечественной науки.

Для того, чтобы помочь такому учителю не так часто изобретать велосипед, а его ученику дать возможность что-то делать самостоятельно, не разыскивая старые копии задач минувших олимпиад, а используя приведенные достаточно очевидные алгоритмы и примеры задач, и задуман этот задачник.

Практически все задачи взяты из химических олимпиад разных лет, и большая часть из них - авторские. Остальные сочинялись таким большим количеством наших коллег, что нет никакой возможности изъясниться в уважении всем. Несколько имен, принадлежащих эпохе 60-70-х, откуда в основном взяты задачи, тем не менее, назовем – это В.С.Днепровский, В.В.Загорский, В.И.Дайнеко, В.Г.Розанцев, В.В.Стецик, Т.А.Адамович, Г.Б.Вольеров.

Практика показывает, что задачи олимпиад, не требующие нетрадиционного мышления, быстро оказываются в перечне задач приемных экзаменов какоголибо известного ВУЗа. Это лестно, но реально полезен для развития химической логики другой класс задач - задачи “с изюминкой”, требующие, помимо знания предмета, нестандартного логического подхода. Иногда это “замаскированные” под задачи реальные научные проблемы, а иногда за условием на полстраницы кроется решение на полстроки.



У того читателя (“решателя”), который считает, что никакие химические проблемы ему не страшны, имеется возможность убедиться в этом, прорешав предложенные задачи. Для начала предлагаем поделить квадрат на пять равных по площади частей.

Авторы Введение Существующие в школьной или факультативной практике алгоритмы решения задач по химии строго говоря, таковыми не являются – они показывают, как и в какой последовательности решать конкретную задачу или узко очерченный тип задач с варьирующимися данными, но не обобщают в один или несколько универсальных алгоритмов все имеющиеся задачи динамического типа. Динамическими мы называем задачи, использующие для расчетов уравнения химических реакций (в отличие от статических, в которых нет химических реакций).

В первой части книги проведена алгоритмизация (по методам решения) следующих типов задач по химии:

– установление формулы вещества по количественным данным о его составе или продуктах превращений;

– использование правила аддитивности:

(c1m1+c2m2+....+ckmk) = c(общ)(m1+m2+....+mk), где c1...ck – «свойства» компонентов смеси, например, концентрация, температура и др., m1...mk – вклады этих компонентов в смесь; c(общ) – «свойство» смеси; m1+m2...mk масса смеси;

– задачи с расчетами по уравнениям последовательных реакций («стехиометрическим схемам»);

– задачи с расчетами по уравнениям параллельных реакций («на смеси»).

Первые два типа относятся к статическим, последние – к динамическим задачам. Такое деление несколько условно, но оно помогает «разложить по полочкам» иногда достаточно сумбурные условия и еще более сумбурные решения химических задач.

Материал первой части иллюстрирован задачами (как стандартными школьными, так и олимпиадными высокого уровня), которые можно решить, используя приведенные алгоритмы. Описываемые алгоритмы могут быть легко реализованы в простейших компьютерных программах.

Во второй части книги задачи сгруппированы по ключикам, намекам на решение. Внутри каждого раздела сначала идут простые задачи, затем более сложные. Решения задач, казавшихся авторам проблемными или наиболее общими, даны подробно, остальных – схематично (решение фактически представляет собой расширенный ответ). Авторы попытались обобщить принципы, которые используются при составлении «качественных» задач (в которых совсем не обязательно отсутствуют расчеты – но если расчеты в них есть, то они не играют ключевой роли), а также методы их решения.

Алгоритмы решения расчетных задач 1. РАСЧЕТЫ БЕЗ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 1.1. Аддитивные смеси Аддитивными смесями назовем смеси, подчиняющиеся общему закону аддитивности:

где C1...Cn – «свойства» компонентов смеси, например, теплоемкость, температура, массовые доли вещества в растворе и другие;

M1...Mn – «массы» компонентов; Ссм – «свойство» смеси.

Аддитивность результирующего свойства cмеси определяется тем, что компоненты не взаимодействуют друг с другом, давая линейную суперпозицию свойств.

По такому пропорциональному соотношению (1) легко рассчитать любой неизвестный параметр смеси по известным остальным.

«Расщепим» задачу на две – нахождение параметров смеси по параметрам компонентов и определение параметров компонента по известным данным.

Обозначим за i количество компонентов. Тогда где Cсм– свойство смеси, x – компонент с неизвестным параметром, а Mx=M0 – SMi-1.

sСоставим алгоритмы более сложных случаев:

1) Смесь из двух компонентов с двумя неизвестными параметрами.

2) Смесь произвольного количества компонентов с одним неизвестным параметром (не считая одной из масс компонентов или массы смеси, которая легко вычисляется по разности или сумме).

Первый случай – пропорции для аддитивных смесей их двух компонентов с двумя неизвестными.

Для двухкомпонентной смеси соотношение (1) имеет вид Преобразовываем в отношение m1/m2:

Представив эту пропорцию в виде «креста»:

получим так называемое «правило креста».

Разберем несколько примеров.

Пример 1. Чему равно содержание (%) изотопов неона 20Ne и 22Ne в природном неоне, имеющем, в соответствии с Периодической системой элементов, относительную атомную массу 20,2?

Решение. Примем за x число атомов 20Ne в каждых 100 атомах природного неона, тогда число атомов 22Ne будет (100–x). Масса x атомов 20Ne равна 20x, а масса (100–x).атомов равна 22Ne – 22. (100–x). По закону аддитивности:

Решение полученного уравнения дает x = 90 (атомов 20Ne) и 100 – 90 = (атомов 22Ne). Таким образом, содержание 20Ne составляет 90%, а содержание 22Ne – 10%.

Пример 2. Каково содержание изотопов 35Cl и 37Cl в природном хлоре, имеющем относительную молекулярную массу 70,90? Предложите способы выделения чистых веществ 35Cl2 и 37Cl2 из природного хлора и его соединений.

Решение. Примем за x содержание 35Cl в природной смеси изотопов:

Ответ: 77,5% 35Cl и 22,5% 37Cl.

Способы разделения изотопов:

– основанные на различии в массе (центрифугирование и т.п.);

– основанные на различном отношении массы к заряду (для ионов);

– основанные на изотопном эффекте в химических процессах (кинетические).

Пример 3. а) Каковы массы 10- и 25%-ных растворов гидроксида натрия, которые необходимо смешать для получения 200 г 20%-ного раствора?

б) Каковы массы 30%-ного раствора серной кислоты и воды, необходимые для получения 300 г 10%-ного раствора?

Решение. Воспользуемся только что выведенным «правилом креста»:

Таким образом, для приготовления 200 г 20%-ного раствора NaOH надо взять 1·200/3 = 66,66 г 10%-ного раствора и 2·200/3 = 133,33 г 25%-ного раствора NaOH.

воды – 1·300/3=100 г 30% H2SO Пример 4. а) Сколько миллилитров воды следует взять для растворения 27,8 г FeSO4·7H2O, чтобы приготовить 8%-ный (по массе) раствор FeSO4?

б) Сколько граммов FeSO4·7H2O нужно добавить к этому раствору, чтобы массовая доля возросла до 15%?

Решения:

Вариант а1) В 1 моль FeSO4·7H2O содержится 1 моль FeSO4. Для приготовления раствора взяли 27,8 или 27,8/278 = 0,1 моль кристаллогидрата.

Следовательно, в полученном растворе содержится 0,1 моль, или 152·0,1 = 15,2 г FeSO4.

Прибавили x г воды, получили массовую долю FeSO4 в растворе:

Вариант а2) Рассматриваем FeSO4·7H2O как «квазираствор» FeSO4 в собственной кристаллизационной воде. Тогда массовая доля FeSO4 в этом «растворе» – 152/278 = 0,547.

Теперь мы можем применить правило креста для «растворов» с содержанием FeSO4 152/278 и 0:

Вариант б1) Если в полученный раствор внести y г, т.е. y/278 моль FeSO4·7H2O, то масса раствора станет равной (27,8 + 162 + y) г, а масса растворенного FeSO4 в этом растворе будет равна:

Отсюда y = 33,5 г.

Вариант б2) Применим правило креста для реального 8%-ного раствора и 54,7%-ного «квазираствора»:

Отсюда x = 33,5 г.

Таким образом, для увеличения массовой доли FeSO4 до 15% к приготовленному по п. а) раствору нужно добавить 33,5 г FeSO4·7H2O.

1.2. Определение формулы химического соединения по явно заданным количественным параметрам.

Химическая формула вещества определяется мольным соотношением входящих в него элементов (выраженным в целых числах).

Расчет химической формулы вещества по заданным массовым соотношениям сводится к делению «масс» (под «массовыми» соотношениями подразумеваются как прямое соотношение в граммах, так и массовые доли в процентах, в долях любого вида (не обязательно в долях единицы) и пр.) на атомные массы элементов.

Пусть задача сформулирована так:

«Вещество содержит x% элемента X, y% элемента Y, z% элемента Z.

Молекулярная масса вещества W. Определить его формулу».

Решение. Простейшая формула вещества: XnYmZk, а соотношение Формула вещества (XnYmZk)p, где p = W/Wnp, а Wnp – молекулярная масса, рассчитанная для простейшей формулы.

В разделе 2 представлен более сложный алгоритм с предварительным определением «масс» элементов в соединении по продуктам его реакций, например, горения.

Задачи:

1. Соль, содержащая некоторый элемент X, имеет следующее массовое соотношение элементов X : Н : N : О = 12 : 5 : 14 : 48. Какова формула этой соли?

2. Вещество A, содержащее 24.24% C, 4.04% H и 71,72% Cl, при нагревании с водой в присутствии слабого основания превращается в вещество B, дающее реакцию серебряного зеркала. Напишите структурные формулы веществ A и B.

3. Вещество, плотность по водороду которого равна 21, состоит из 85.71% углерода и 14.29% водорода. Определите его молекулярную формулу.

4. Вещество состоит из 34,59% Na, 23,31% P, 42,10% O. Определите его молекулярную формулу.

5. Вещество содержит 15,18% C, 6,33% H, 17,72% N и 60,76% O.

Определить его формулу, класс веществ, к которому его можно отнести.

6. Неорганическое соединение содержит 12,28% азота, 3,50% водорода, 28,07% серы и кислород. Назовите это соединение и кратко охарактеризуйте его свойства.

7. Количественный анализ неизвестного неорганического соединения А показывает, что оно содержит натрий – 18,55%, cеру – 25,80% и кислород.

При нагревании А легко превращается в жидкость, которая при нагревании с карбидом кальция (метод количественного определения воды) выделяет ацетилен: 1,680 г исследуемого вещества дает 0,378 л ацетилена (условия нормальные). Установить формулу вещества А и указать, реагирует ли оно:

1) с соляной кислотой; 2) с иодом; 3) с хлоридом серебра. Если указанные реакции происходят, напишите уравнения соответствующих превращений.

Из каких доступных в лаборатории соединений можно получить вещество А?

Ответ мотивируйте необходимыми уравнениями реакций.

8. Неустойчивая неорганическая кислота содержит серу с массовой долей 56,14%, кислород и водород. Определите эту кислоту. Ответ подтвердите расчетом.

9. Минерал берилл содержит 31,28% кремния, 53,63% кислорода, а также алюминий и бериллий. Определить формулу берилла. (Использовать приближенные значения атомных масс).

Некоторые квасцы [кристаллогидрат А1+Б3+(SO4)2·12H2O] содержат 10.

51,76% кислорода и 4,53% водорода. Определите их состав.

11. Для установления строения трех соединений А, Б, В проведен ряд исследований.

I. Белое кристаллическое вещество А, которое содержит только углерод, водород и кислород, принадлежит к классу карбоновых кислот. Для приблизительной оценки ее молярной массы 10,0 г кислоты растворили в воде, прибавили кусочки льда и при интенсивном встряхивании охладили смесь до – 2,5 °С. Затем куски льда быстро удалили. Масса раствора составила 76,1 г, рН=1,4. Молярное понижение точки замерзания воды (криоскопическая постоянная), равно 1,86.

Для более точного определения молярной массы кислоты 0,120 г ее оттитровали 0,1 М раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора. На титрование пошло 23,4 мл раствора щелочи.

II. Вещество Б представляет собой жидкость, растворимую в воде, 10%-ный водный раствор имеет рН ~ 4. Вещество Б достаточно устойчиво к действию окислителей, но окисляется иодом в иодоформной реакции, при этом на окисление 0,10 г вещества расходуется 1,5 г иода. Из продуктов этой реакции при подкислении выделяется кислота А.

При взаимодействии вещества Б с натрием выделяется водород и образуется натриевое производное соединения Б. Установлено также, что молекулярная масса вещества Б составляет ~100.

III. Электропроводность водного раствора вещества В мало отличается от электропроводности чистой воды. Щелочной гидролиз В приводит к образованию аммиака. Для проведения гидролиза 0,120 г вещества В обработали горячим разбавленным раствором гидроксида натрия, полученный газ пропустили в 50,0 мл 0,1 М хлороводородной кислоты, избыток кислоты оттитровали 10,0 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия.

При кислотном гидролизе вещества В образуется диоксид углерода.

Молекулярная масса вещества В, определенная по понижению точки замерзания раствора, составляет величину от 40 до 70.

При взаимодействии вещества В с этиловым эфиром кислоты А в присутствии катализатора основного характера образуются этанол и соединение Г, в состав которого входит 37,5% (масс.) углерода, 3,1% водорода, 21,9% азота и кислород. Соединение Г обладает кислотными свойствами.

1. Рассчитайте относительную молекулярную массу кислоты А и изобразите ее структурную формулу.

2. Определите вещество Б. Напишите уравнение иодоформной реакции и реакции с натрием для этого вещества.

3. Изобразите структурную формулу вещества В. Напишите уравнение щелочного и кислотного гидролиза этого вещества.

4. Определите вещество Г и изобразите его структурную формулу.

Какой атом водорода в этом соединении является «кислотным»? Отметьте его звездочкой.

Решения:

1. Пусть формула соли HaNbOcXd.

Тогда можно записать соотношение где A(Х) – атомная масса неизвестного элемента.

Пусть атомная масса неизвестного элемента А(Х), тогда 17,72/A = 15,19/ (так как по условию число атомов неизвестного элемента равно числу атомов углерода), отсюда А(Х) = 14 – азот.

Простейшая формула вещества NН5СО3.

Вспоминаем, что за соль может не содержать металлов – гидрокарбонат аммония NH4HCO3, относящийся к классу кислых солей и разлагающийся при нагревании по уравнению 2. Простейшая формула A:

Молекулярная формула: (CH2Cl)n.

При n = 1 и n > 2 молекулярная формула не соответствует реальному соединению, т.е. n=2; C2H4Cl2, которой соответствуют две возможные структуры:

ClCH2–CH2Cl (1); H3C–CHCl2 (2).

Гидролиз:

т.е. A – 1,1-дихлорэтан (2), B – этаналь.

3. Простейшая формула:

Молекулярная формула (CH2)n, где n=3, поскольку молекулярная масса 21· (г/моль) = 42 г/моль.

Вещество С3H6 (пропен, циклопропан).

4. Простейшая формула:

Молекулярная формула Na4P2O7.

5. Простейшая формула:

C:H:N:O = 15,18 : 6, 33 : 17, 72 : 60, 76 = 1, 265 : 6, 33 : 1, 265 : 3,8 = 1:5:1: Формула – (CH5NO3)n. См. задачу 1 – очевидно, что n=1, и это гидрокарбонат аммония NH4HCO3.

6. N:H:S:O = 12,28/14 : 3,50/1 : 28,07/32 : 56,15/16 = 1 : 4 : 1 : 4.

Простейшая формула NH4SO4. Так не бывает, удваиваем, получаем персульфат аммония (NH4)2S2O8. Взаимодействует с щелочами с выделением NH3, как и все соли аммония. Является сильным окислителем.

Молекулярная формула – Na2S2O3.5H2O – вычисляется по количественным соотношениям элементов (кислород – по разнице) и количеству воды, определяемому по реакции CaC2 и А. Схема синтеза – в любом учебнике.

8. Пусть формула кислоты HaSbOc.

Принимаем содержание водорода (кому как больше нравится) за х%.

Тогда соотношение коэффициентов при трех элементах в молекуле:

a:b:c= x/1 : 56,14/32 : (43,86–x)/16 = х : 1,75 : (2,74-х)/16.

Пусть z – степень окисления серы. Молекула должна быть электронейтральна, т.е. сумма произведений количества атомов на их степень окисления должна равняться нулю. Получаем a + zb – 2c = 0 – условие электронейтральности молекулы. В это уравнение можно подставить отношения между a, b, c:

отсюда x = 4,87 – 1,55z, т.е. 0 < x < 4,87, так как z > 0 и x > 0, %O = (43,86 – x)/16, откуда 39 < %O < 43,86.

Из 1-го отношения 1,75:(39/16) < (b:c) < [1,75•(43,86/16)], или (1:1,4) < (b:c) < (1:1,57). Так как b и c – числа атомов в молекуле (натуральные числа), очевидно, что b:c = 2:3. HaS2O3 – формула кислоты (или HaS4O6).

Найдем содержание серы и кислорода:

На 2 г-атома серы (64 г) приходится 56,14% На 3 г-атома кислорода (48 г) –––– m%.

Вычисляем m, суммируем с 56,14% и вычитаем из 100% то, что получилось, имеем 1,75% водорода.

Подставляя х = 1,75 в соотношение a:b = (x/1) : (56,14/32), получаем 1 (т.е.

2:2), а формула кислоты – H2S2O3.

9. Обозначим содержание бериллия в 100 г минерала через х, тогда содержание алюминия: 100 – (31,28 + 53,63) – х = 15,09 – х. Формулу берилла обозначим так: AlaBebSicOd. В минерале элементы проявляют характерные степени окисления:

Количества молей элементов в 100 г вещества соответственно:

Исходя из того, что алгебраическая сумма произведения числа атомов элементов на их степени окисления равняются нулю, можно составить уравнение:

Зная процентное содержание элементов, находим формулу вещества:

Таким образом, простейшая формула – Al2Be3Si6O18, или Al2O3.3ВеО.6SiO2.

10. Пусть a – атомная масса А, а b – атомная масса Б.

Решение «в лоб» должно исходить из предположения, что водород содержится только в воде.

Тогда массoвая доля водорода равна 24/(a+b+192+216) = 0,0453, откуда a+b = 121,80.

Массовая доля кислорода равна 320/(a+b+408) = 0,5176, откуда a+b = 210,23.

Что-то не так – суммы должны быть одинаковыми. Значит, ошибочно начальное предположение.

Различные суммы (a+b) получились из-за того, что водород содержится, по-видимому, не только в воде, но и в катионе. Таким катионом может быть только аммоний NH4. Следовательно, квасцы аммонийные.

Если a = 18, то b = 210–18 = 192; и второй катион – иридий Ir.

Формула квасцов: NH4Ir(SO4)2·12H2O.

11. Результаты описанных экспериментов позволяют определить молярную массу исходных веществ и установить их химическую природу.

I. Приближенное значение молекулярной массы кислоты А можно рассчитать по понижению температуры замерзания ее раствора следующим образом. В 76,1 г раствора содержится кислоты А и воды соответственно:

Отсюда находим, что для получения раствора с такой же концентрацией кислоты в 1000 г Н2O следует растворить кислоты А:

m(А) = 10.1000/66 = 151,5 г Крноскопическая постоянная воды показывает, что понижение температуры замерзания раствора, в котором на 1 моль вещества приходится 1000 г Н2О, равно 1,86 oC. Отсюда находим, что понижение температуры замерзания приготовленного раствора кислоты, равное 2,5 °С, соответствует наличию в нем следующего количества вещества:

n(А) = 2,5/1,86 = 1,34 моль Следовательно, молярная масса кислоты А равна:

Таким образом, относительная молекулярная масса вещества А составляет МA = 113. Это значение имеет оценочный характер, так как кислота в растворе частично диссоциирована. Степень диссоциации а кислоты можно определить, рассчитав концентрацию ионов водорода в растворе:

рН= – lg с(Н+) = 1,4; с(Н+) = 10–1,4 = 0,04 моль/л Более точное значение молекулярной массы кислоты А можно определить по результатам титрования. На нейтрализацию 0,120 г кислоты пошло 23,4 мл 0,1 М раствора NaOH, что соответствует количеству NaOH, равному:

n (NaOH) =0,1.23,4/1000 = 2,34.10–3 моль Это количество равно числу молей эквивалентов титруемой кислоты, отсюда эквивалентная масса кислоты А равна:

Полученное значение примерно вдвое меньше молярной массы кислоты А, рассчитанной по понижению температуры замерзания ее раствора. Отсюда следует, что кислота А является двухосновной и ее молярная масса равна:

М(A) =2. Мэкв(A) = 2.51,28= 102,6 г/моль или М(A) = 102, Запишем формулу органической двухосновной кислоты в общем виде:

СxНy(СООН)2. Выразим ее молекулярную массу как сумму атомных масс, образующих вещество химических элементов с учетом числа атомов каждого элемента:

М(А) = (x+2).A(С) + (y+2).А(Н) + 4А(O) = Исходя из числа 12,6 (с учетом возможной погрешности опыта, приходим к выводу, что в состав радикала CxHy не может входить более одного атома углерода. Тогда единственно возможной формулой двухосновной кислоты с одним атомом углерода, связывающим два карбоксила, является формула малоновой кислоты НООС–CH2–COOH (М = 104) Эта кислота представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 135,6 °С (с разл.).

II. Иодоформная реакция характерна для органических соединений, имеющих группу СН3СО или СН3СН(ОН) RCOCH3 + 3I2 + 4KOH = RCOOK + CHI3 + 3KI + 3H2O RCH(OH)CH3 + 4I2 + 6KOH = RCOOK + СНI3 + 5КI + 4Н2O Исходя из условия превращения образующейся соли при подкислении в малоновую кислоту, можно предположить, что вещество Б – одно из следующих соединений:

СН3СОСН2СОСН3, СН3СН(ОН)СН2СН(ОН)СН3, М = СН3СОСН2СН(ОН)СН3, По условию опыта, на окисление 0,10 г вещества Б израсходовано 1,5 г I2, что соответствует следующему количеству иода:

Примем, что вещество Б – первое из предполагаемых соединений, на окисление 1 моль этого вещества (содержит две группы СН3СО) требуется 6 моль I2.

Отсюда количество вещества Б, окисленного взятым иодом, составит:

Молярная масса вещества Б будет равна:

На окисление 1 моль второго из предполагаемых соединений [две группы СН3СН(ОН)] требуется 8 моль I2. Расчет, аналогичный проведенному выше, дает значение М(Б) = 139,9 г/моль.

На окисление 1 моль третьего соединения, в структуре которого имеется по одной группе СН3СО и СН3СН(ОН), расходуется 7 моль I2, и для него значение М – среднее между двумя вычисленными, т. е. М(Б) c122 г/моль.

Таким образом, из трех значений рассчитанных молярных масс первое значение наиболее близко к заданному в условии задачи. Отсюда можно сделать вывод, что вещество Б – пентандион-1,3 или ацетилацетон (при обычных условиях жидкость). Его реакция с иодом в щелочной среде с последующим подкислением протекает следующим образом:

СН3СOСН2СOСН3 + 6I2 + 8OН– = СН2(СОО–)2 + 2СНI3 + 6I– + 6Н2O СН2(СОО–)2 + 2Н+ = СН2(СООН) Ацетилацетон реагирует с натрием с образованием ацетилацетоната натрия:

СН3СOСН2СOСН3 + Na = (СН3СOСНСOСН3)–Nа+ + 1/2Н Анион натриевого производного ацетилацетона имеет мезомерное строение:

Возможность протекания этой реакции объясняется влиянием обеих карбонильных групп, которые обусловливают кислотность С–Н-связей в группе СН2. Такое влияние проявляется также в том, что в водном растворе ацетилацетон обладает слабокислотными свойствами (в растворе с рН 4, содержащем c10 г ацетилацетона в 100 г раствора, или c1 моль в 1 л раствора, концентрация ионов Н+ равна 10–4 моль/л).

III. Гидролиз вещества В в щелочной среде с образованием аммиака указывает на то, что это вещество — амид или нитрил, а образование диоксида углерода при кислотном гидролизе позволяет предположить, что вещество В является диамидом угольной кислоты (карбамид, мочевина):

Величина M хорошо согласуется с приведенной в условии задачи. При щелочном гидролизе карбамида 1 моль этого вещества выделяет 2 моль аммиака:

CO(NH2)2 + 2NaOH = 2NH3 + 2Na2CO По условию задачи количество гидролизованного карбамида (вещества В) и соответствующее количество полученного аммиака составляют:

n(В) = m(В)/М(В) = 0,12/60 = 2.10–3 моль Аммиак связывается хлороводородной кислотой:

Количество НС1, содержащееся в 50 мл 0,1 М раствора кислоты, равно:

n1(НСl) = 0,1. 0,05 = 5.10–3 моль Из этого количества HCl часть (n2) затрачена на реакцию с аммиаком, а избыток (n3) нейтрализован:

По результатам титрования на нейтрализацию кислоты потребовалось гидроксида натрия: n(NaOH) = 0,1.0,01 = 1.10–3 моль Это количество NaOH эквивалентно количеству HCI, взятой иа титрование, что подтверждает вывод о химической природе вещества В.

Кислотный гидролиз карбамида протекает согласно уравнению:

СО(NН2)2 + 2HCl + Н2O = 2NН4Сl + СО Карбамид хорошо растворяется в воде, водный раствор имеет нейтральную реакцию и не обладает электропроводностью.

При взаимодействии карбамида с диэтилмалонатом при участии катализатора (вещества основного характера) образуется циклический амид малоновой кислоты (малонилмочевина, барбитуровая кислота):

Образующееся по этой реакции вещество Г содержит углерод, водород, азот и кислород; содержание кислорода равно:

Мольное отношение элементов в этом веществе составляет:

Отсюда простейшая формула вещества Г: C4H4N2O3, которая согласуется с формулой малонилмочевины. В этом соединении атомы водорода группы СН2 обладают кислотными свойствами (влияние карбонильных групп).

2. Расчеты с использованием уравнений химических реакций.

2.1. Определение формулы неизвестного вещества по количественным данным о его превращениях.

Большая часть химиков в своих исследованиях пользуется разнообразными методами количественного анализа: экстракцией, хроматографией, всевозможными видами спектроскопии, масс-спектрометрией, элементным анализом для определения химического состава соединения. Постараемся познакомить интересующихся с тем, как из минимума количественных данных можно получить максимум информации о веществе.

Дополнительно к методам решений из разделов 1,2 научимся решать задачи на определение формулы неизвестного вещества по продуктам его превращений.

При сожжении m г органического вещества получено m1 г диоксида углерода и m2 г воды. Определить формулу вещества.

Это простейший пример такой задачи. Что такое простейшая (эмпирическая) формула? Это атомные и, соответственно, мольные соотношения составляющих элементов, т.е. соотношение дробей, в числителе которых масса элемента, а в знаменателе относительная атомная масса.

В исходное органическое вещество могут входить все составляющие продуктов сгорания: водород, углерод, кислород.

В 44 г CO2 содержится 12 г углерода, в m1 г CO2 содержится x г углерода, В 18 г H2O содержится 2 г водорода, в m2 г H2O y г водорода, Масса кислорода равна (m–x–y) г, так как другие элементы в продуктах сгорания отсутствуют.

Рассчитываем простейшую формулу:

3m1 m2 m–3m1/11–m2/9 m1 m2 (m–3m1/11–m2/9) Формула вещества [Cm1/44Hm2/9O(m–3m1/11–m2/9)/16]n _ Здесь n = относительная молекулярная масса: рассчитанная по Сформулируем задачу в более общем виде:

«При сжигании m г некоторого вещества получены соединения XpOq, YkOl,..., ZzOw (любой из индексов может равняться нулю), массы которых m1, m2,..., mn соответственно. Определить формулу вещества».

Решение. Необходимо определить массы элементов X, Y, Z, входящих в упомянутое «некоторое вещество»:

аналогично:

масса кислорода в веществе:

m(O) = m–Sm(X)...m(Z) Простейшая формула в дробных числах:

pM(X)+16q kM(Y)+16r формула: X(pm1/pm(X)+16q)Y(km2/kM(Y)=16r)... Z(zmn/zM(Z)+16w) Несовпадение m и Sm(X)... m(Z) означает, что в соединении есть кислород, а молекулярная формула соединения вычисляется аналогично предыдущему случаю.

В этом разделе Вы встретите в качестве составных частей рассматриваемого типа задач и те, основные элементы которых мы уже разобрали в предыдущих разделах.

Пример 1. При взаимодействии оксида некоторого металла с азотной кислотой образовалось 34.0 г соли и 3,6 г воды. Какова масса оксида металла, использованного для реакции?

Решение: Пусть формула соли A(NO3)n, а оксида A2On. Оксид растворяется в азотной кислоте:

A2On + 2nHNO3 = A(NO3)n + nH2O При образовании 1 моль ([M(A)+62n] г) нитрата одновременно образуется n/ моль воды (9n г):

Отсюда M(A)+62n = 9, или M(A) = 85–62n.

Очевидно, что M(A)>0 только при n=1. Значит, M(A) = 23; это натрий. Оксид натрия растворяется в азотной кислоте:

При растворении 62 г Na2O выделяется 18 г воды, при растворении x г Na2O выделяется 3,6 г воды, Пример 2. При электролизе расплава 8 г некоторого вещества на аноде выделилось 11,2 л водорода (н.у.). Что это было за вещество? Можно ли провести электролиз его водного раствора?

Решение. Выделившийся на аноде водород содержался в веществе в виде H–.

Значит, анализу подвергли гидрид: 2H–– 2e– = H2. Водород обьемом 11,2 л (н.у.) имеет массу 1 г, т.е. на 1 г водорода в гидриде приходится 7 г металла.

Отсюда атомная масса металла 7n, где n – количество атомов водорода в гидриде. Существует три элемента с массой, кратной 7: Li, Si, Fe. Кремний (n=4) отпадает, поскольку SiH4 не проводит электрический ток, а степень окисления 8 (n=8, M=56 г/моль) у железа в данном случае весьма маловероятна. Следовательно, был взят гидрид лития LiH. Электролиз водного раствора LiH провести не удается из-за разложения последнего водой:

Пример 3. При сжигании 23 г газообразного вещества с плотностью = 2,05 г/л при н.у. получено 44 г диоксида углерода и 27 г воды. Изобразите структурную формулу этого вещества.

Решение. Неизвестный газ – X. Согласно закону для идеальных газов Соединение содержит также кислород, поскольку (O) = 5 моль; (C):(H):(O) = 1:3:0,5 = 2:6:1.

Молекулярная формула соединения: C2H6O. Этой формуле отвечают два изомера: CH3CH2OH (этанол) и H3C–O–CH3 (диметиловый эфир), но этанол при обычных условиях жидкость, значит, неизвестный газ – диметиловый эфир.

Задачи:

1. При сжигании неизвестного вещества в кислороде образовалось 3, мл воды и 2,24 л азота (при н.у.). Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу вещества. Что Вы можете сказать о его свойствах?

2. При прокаливании 80 г безводного сульфата трехвалентного элемента получается его оксид массой на 24 г меньше молярной массы элемента.

Определите, какой это элемент.

3. При прокаливании 1 моль сульфата двухвалентного элемента получили а г оксида этого элемента состава МО. При прокаливании а г этого же сульфата образуется б г того же оксида, а при прокаливании б г сульфата – г оксида. Сульфат какого элемента взяли для исследований?

4. Реакция двух газов, смешанных в молярном соотношении 1:2, в замкнутом обьеме приводит к образованию раствора плавиковой кислоты с массовой долей 69%. Что это за газы? Ответ мотивируйте.

5. Для полного сгорания некоторого органического вещества потребовалось в 2 раза меньше кислорода, чем для полного сгорания следующего члена гомологического ряда. Какие это могут быть соединения?

6. Соль одновалентного металла массой 74,4 г нагрели в закрытом сосуде, при этом получилось 26,8 мл бесцветной жидкости с концентрацией вещества 11,2 моль/л. Определите формулу соли, если известно, что она содержит металл, водород, 25,80% серы и 51,61% кислорода.

7. В результате сжигания в атмосфере хлора смеси двух простых веществ образовалась смесь хлоридов с массой, в 8,5 раза превышающей массу исходной смеси. Установите возможный качественный и количественный состав исходной смеси.

8. На полное сгорание 1 объема газа X израсходовано 5 объемов кислорода. При этом соотношение масс образовавшихся продуктов – диоксида углерода и воды – составило 4,89:1.

1. Изобразите структурные формулы всех возможных изомеров X, укажите, какие из них являются нестабильными и почему.

2. Какое из соединений должно иметь наибольшую кислотность, а какое – наибольшую основность и почему?

9. При сжигании в токе кислорода 10 г белого кристаллического вещества было получено 3,20 л CO2 (н.у.) и 6,591 г желтого порошка. Определите все перечисленные соединения, если известно, что желтый порошок представляет собой бинарное соединение переходного металла, содержащее по данным химического анализа 79,30% металла по массе.

10. Газообразный насыщенный нециклический углеводород объемом мл (н.у.) сожгли, а продукты растворили в 1 л известковой воды с массовой долей 0,148% (плотность 1,0 г/мл). При этом было получено 1,0 г осадка.

Определите молекулярную формулу углеводорода.

11. Оптически активный сложный эфир имеет формулу С6Н12O2. Образец эфира массой 11,6 г нагрели с водным раствором гидроксида натрия, взятом в избытке. По окончании реакции щелочную реакционную смесь несколько раз проэкстрагировали диэтиловым эфиром. Водный раствор, отделенный от эфирной вытяжки, оптической активности не проявляет. Эфирные экстракты объединили и высушили сульфатом магния, затем осушитель отфильтровали, отогнали диэтиловый эфир и перегнали остаток. Получено 7,4 г жидкости, кипящей при 100°С (выход вещества количественный).

Изобразите структурную формулу исходного эфира.

Какое строение имел бы эфир, если бы водный раствор после щелочного гидролиза был оптически активным?

Напишите уравнение реакции щелочного гидролиза изомеров эфира.

12. Органическое вещество А содержит 54,55% углерода, 9,09% водорода и 36,36% кислорода и имеет относительную плотность паров по водороду, равную 22. Это вещество легко восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра. При восстановлении 11 г этого вещества водородом в присутствии платинового катализатора при 30°C и последующем пропускании продукта реакции Б над оксидом алюминия при 350°C образуется углеводород В, который обесцвечивает раствор брома в тетрахлорметане, образуя при этом 37,5 г дибромпроизводного Г. Установите структурные формулы веществ А – Г и вычислите выход Г в расчете на взятое количество исходного вещества А.

13. Вещества А и Б бурно реагируют между собой с образованием продукта В. При обработке В оксидом углерода(IV) образуются вещества Б и Г (Г содержит 8,14% углерода и 32,5% кислорода). Определите вещества А – Г, напишите уравнения реакций.

14. Белое кристаллическое вещество А не разлагается при нагревании;

3,783 г этого вещества растворили в сильноразбавленном растворе соляной кислоты, выделился газ Б. Затем воду выпарили, при этом образовались две соли: хлорид натрия и соль В, содержащая 12,06% натрия и 71,32% кислорода, малорастворимая в воде. Нагревая соль В, получили соль Г, которая состоит из 34,94% натрия, 48,63% кислорода и еще одного элемента. При взаимодействии того же количества вещества А с концентрированной серной кислотой образовалось 1,120 л газа Д и газ Б (н.у.). Газ Д сгорает на воздухе с образованием 2,702 г воды и 3,481 г твердого оксида Е, содержащего 68,95% кислорода.

Определите соединения А – Е. Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом.

15. Газ А (плотность 1,25 г/л (н.у.)) может быть получен реакцией бинарного солеобразного вещества, содержащего водород, с хлоридом элемента Х. Газ этот используется как ракетное топливо, так как выделяет большое количество тепла при сгорании. Газ А обесцвечивает бромную воду; если после этого раствор упарить досуха, в остатке окажется единственное вещество Б – важный фармакологический препарат. Эбулиоскопическое измерение (по повышению температуры кипения раствора) относительной молекулярной массы Б дало величину 62. Конденсат, собранный при упаривании, содержит, кроме воды, также одно вещество, дающее осадок с раствором нитрата серебра. Массовая доля серебра в осадке 57,45%. Определите, о каких веществах идет речь, свой ответ логически обоснуйте. Как Вы считаете, могут ли существовать другие соединения, включающие те же элементы, что и А? Будет ли зависеть состав продуктов реакции А с бромной водой от ее концентрации?

16. Некоторая жидкость перегоняется в интервале температур 34–40°C. Она мало растворима в воде, не способна к реакции с гидроксидом меди (II), очень медленно реагирует со щелочью на холоду.

Навеску этой жидкости массой 1,0000 г сожгли, получив при этом 0,9722 г воды, 0,1718 г хлороводорода и 2,0030 г диоксида углерода.

Исследуемую жидкость поместили в колбу с обратным холодильником и обработали горячим раствором гидроксида натрия. Произошло частичное растворение жидкости, что сопровождалось выделением газа с резким запахом. Оставшуюся нерастворенной часть жидкости отделили и обработали концентрированным раствором иодида водорода, в результате чего она прореагировала с образованием иодэтана. Определите состав жидкости. Используя все данные задачи, покажите, однозначно ли ее решение. Ответ обоснуйте.

Напишите уравнения реакций. Какое вещество обуславливает появление резкого запаха? Предположите механизм образования иодэтана.

17. При гидролизе 7,42 г некоторого эфира получено 3,22 г одноосновной карбоновой кислоты и 6,72 г одноатомного спирта. Какой эфир был взят для гидролиза?

18. Соединение X состоит из азота и водорода. При сильном нагревании 3,2 г вещества X оно полностью разлагается без образования твердого остатка.

Полученная газовая смесь частично абсорбируется серной кислотой (при этом объем газовой смеси уменьшается в 2,8 раза). Неабсорбированный газ, представляющий собой смесь водорода и азота, при нормальных условиях занимает объем 1,4 л и имеет плотность 0,786 г/л. Определите химическую формулу соединения X.

19. Для восстановления 3,2 г оксида металла требуется 1,344 л водорода.

При растворении полученного металла в избытке соляной кислоты выделяется 0,896 л водорода. Определите, какой это металл. Напишите уравнения всех упомянутых реакций. (Объемы газов измерены при н. у.).

20. Раствор некоторой соли, имеющий щелочную реакцию, при нагревании медленно нейтрализовали хлоридом аммония. На это ушло 2,675 г NH4Cl; в результате выделилось 1,70 г газообразных веществ, а сухой остаток после выпаривания полученного раствора представлял собой хлорид натрия.

Определите исходную соль, если известно, что она не проявляет окислительных свойств.

21. Калиевая соль одноосновной неорганической кислоты, состоящая из трех химических элементов (молекулярная масса G 220), содержит 31,68% кислорода. Что это за соль? Может ли она быть получена в высокочистом состоянии? С какой целью ее могут использовать в медицине? Можно ли решить эту задачу, если бы было неизвестно число химических элементов, входящих в состав соли?

22. Бесцветная легкокипящая несмешивающаяся с водой инертная жидкость А содержит 38,65% углерода и 9,66% водорода. При окислении А пероксидом водорода или органическими пероксидами образуется инертная высококипящая жидкость Б без цвета и запаха, растворимая в воде и органических растворителях, и содержащая 30,77% углерода. 7,6% водорода и 20,51% кислорода. При энергичном окислении А или Б перманганатом калия образуется бесцветное кристаллическое вещество В, растворимое в воде и органических растворителях, устойчивое к дальнейшему окислению. Оно содержит 25,50% углерода, 6,33% водорода и 34,01% кислорода. Что за вещества А, Б, В? Какие процессы протекали при окислении А и Б? Как можно синтезировать А из природного сырья?

23. В избытке кислорода сожгли 1,00 г 10,0% раствора неизвестного вещества в ледяной уксусной кислоте, причем израсходовано 672 мл кислорода (н.у.), при этом образовались только вода (0,569 мл) и углекислый газ ( мл при н.у.). Раствор какого вещества сожгли? С какими из предложеных веществ оно способно вступать в химические реакции (гидроксид калия, йодоводородная кислота, бутен-2, диметилдисульфид).

24. Неизвестный газообразный углеводород объемом 10 мл смешали с 70 мл кислорода, и смесь сожгли. По окончании реакции после конденсации водяных паров объем газовой смеси составил 65 мл. При пропускании газа в раствор гидроксида калия объем его уменьшился до 45 мл. Рассчитайте молекулярную формулу неизвестного углеводорода, считая, что объемы газов измерены при н.у.

25. Органическое вещество А, содержащее 41,38% (масс.) углерода, 3,45% водорода, остальное — кислород, является сырьем для получения ряда продуктов по схеме:

Состав вещества Б: 55,81% (масс.) углерода, 6,97% водорода, остальное — кислород; состав вещества Г: 35,82% углерода, 4,48% водорода, остальное — кислород. На нейтрализацию 2,68 г вещества Г расходуется 20 мл 2 М раствора гидроксида калия.

Установите структурные формулы веществ А, Б, В, Г и напишите уравнения реакций, указанных в схеме.

26. К 200 г 15,55%-ного раствора соли ртути состава Hgx(NO3)2, (индивидуальное вещество, где x = 1 или 2), добавили 8,2 г магниевой стружки.

После окончания реакции осадок массой 34,7 г может прореагировать с 14 г хлороводорода. Определите, какая соль ртути (x = 1 или 2?) была в растворе.

Решения:

1. Судя по продуктам сгорания, вещество может содержать водород, азот, кислород. Однако относительная молекулярная масса вещества 16•2 = ограничивает число атомов кислорода до одного или полностью исключает его.

По условию азота образовалось 2,24 л, что составляет 0,1 моль.

0,1 моль N2 составляет 0,2 моль атомов азота.

Соотношение азота и водорода в соединении составляет 0,2:0,4=1:2.

Простейшая формула вещества – NH2. M(NH2)=16; M(N2H4)=32 совпадает с заданной в условии задачи. Отсюда формула исходного вещества:

N2H4 – гидразин, при комнатной температуре бесцветная жидкость.

Определяем брутто-формулу органического вещества. Рассчитываем соотношение элементов в веществе:

C:N:H = (16,8/22.4) : (2,80•2/22.4) : (4,50•2/18) = 6:2: По разности масс продуктов сгорания и исходного вещества находим соотношение для атомов углерода и кислорода:

C:O = (16,8/22.4) : [(21,0 – (16,8•12/22,4+2,80•28/22,4+4,50•2/18)/16] = 6: В результате получаем брутто формулу: C6H4N2O4.

Исходя из реакции с Cl2/AlCl3 органическое вещество, вероятно, динитробензол. Исходя из образования только двух монохлорпроизводных – 1,2-динитробензол (другие изомеры дают большее количество монохлорпроизводных):

2. M2(SO4)3 = M2O3+3SO2+1,5O2.

Пусть m – молекулярная масса металла, тогда:

(2m+288) г сульфата дают (2m+48) г оксида, (2m+288)/80 = (2m+48)/(m–24);

Этот элемент – железо.

Пусть атомная масса металла = х.

Тогда из (x + 96) г сульфата получится (х + 16) г оксида (= a).

из (х + 16) г сульфата получится (x + 16)2/(x + 96) г оксида (= b) из (x + 16)2/(x + 96) г сульфата получится (x + 16)3/(x + 96)2 г оксида (= 20 г).

Решаем последнее уравнение (если знаем, как), получаем x = 64, искомый сульфат: CuSO4.

4. Так как в состав конечной смеси входят только H, F и O, то вариант только один – первоначально в системе были F2Ox и H2. Так как объемное соотношение эквивалентных количеств 1:2, то x = 1:

Смесь HF и H2O в мольном отношении 2:1, как нетрудно убедиться, содержит 69 массовых % HF:

(2.20/2.20+18).100=69 (%).

5. Для окисления группы –CH2– (гомологической разности) нужно три атома кислорода. Поэтому исходное вещество также должно окисляться тремя атомами кислорода, тогда следующий член гомологического ряда будет окисляться шестью атомами кислорода:

CxHy + (x+y/2)O2 = xCO2 + y/2H2O, Cx+1Hy+2 + (x+y/2+1,5)O2 = (x+1)CO2 + (y/2+1)H2O.

Примеры веществ, окисляемых тремя атомами кислорода (первые члены гомологических рядов):

НООССН(ОН)СООН – гидроксималоновая кислота, CH2N2 – диазометан, НО–СН2–СООН – гидроксиуксусная кислота, СН(СООН)3 – трикарбоксиметанол.

6. В растворе содержалось 0,0268 • 11,2 = 0,3 моль соли с молярной массой 74.4/0,3 = 248 г/моль.

Один моль соли содержит:

248 $ 25, На металл и водород от величины 248 приходится 56. Из одновалентных металлов, соли которых устойчивы в водных растворах, подходят Li, Na, К (другие отпадают, так как тогда получающиеся брутто-формулы не соответствуют реальным соединениям). Если металл Na, тогда соль – Na2S2O3.5H2O – тиосульфат натрия.

7. В реакции Х + n/2С12 = ХС1n отношение масс хлорида и неизвестного элемента равно где А – атомная масса элемента. Перебирая различные значения n от 1 до можно убедиться, что соотношение m(ХС1n)/m(X) > 8, выполняется только для бериллия (А = 9, n = 2). Следовательно, одно из простых веществ в смеси – бериллий.

Предположим, что в смеси на 1 моль Be приходится х моль простого вещества Y. Тогда по условию задачи можно составить уравнение:

где М – атомная масса элемента, m – его валентность в хлориде. Это уравнение можно упростить и представить в виде:

Этому соотношению удовлетворяет любой элемент, реагирующий с хлором, поскольку для всех элементов, кроме бериллия, Если в качестве второго простого вещества взять литий, то х = 0,21 и массовые доли веществ в исходной смеси равны:

Т.е., одно из веществ в смеси – бериллий, другое – любое простое вещество, реагирующее с хлором. Для смеси бериллия с литием:

1. Определение молекулярной формулы.

Газ X содержит углерод, водород и, возможно, кислород. Уравнение сгорания X имеет вид:

подставляем в (1), получаем x, y, z принимают только целые значения:

если z = 0, x – y = 4;

если z = 1, 2, 3, 4 – то x, y – нецелые числа При z = 5, х = у = 8 имеем: C8H8O5 – как минимум, не газ – не подходит; значения z > 5 не имеет смысла рассматривать. При х = у = 4, а z = 0 соединение X имеет молекулярную формулу С4Н4, отвечающую газообразному продукту.

В формуле полученного углеводорода на 6 атомов водорода меньше, чем в формуле предельного С4Н10, следовательно, степень ненасыщенности состава равна 3, т.е. сумма числа p-связей и циклов в молекуле любого изомера равна 3. Рассмотрим возможные варианты:

, но циклобутадиен является антиароматическим соединением, стабильное его существование возможно лишь в виде лиганда в металлокомплексе;

существование реально, хотя соединение весьма реакционноспособно.

г) 1 тройная связь и 1 цикл:

так как при sр-гибридизации углерода с тройной связью угол С––С / С должен быть близок к 180o;

причинам (двойная связь в голове мостика – правило Бредта);

тетраэдран, вполне реальная молекула.

Таким образом, реальными являются лишь 4 соединения.

3. Кислотные и основные свойства.

Кислота – это донор протонов, основания – акцептор протонов (по Бренстеду).

Наиболее сильной кислотой среди (1) – (4) будет (2), поскольку известно, что алкины с кoнцевoй СН-группой способны реагировать с натрием с выделением водорода и обменивать Н+ на Ag+ и Сu+ (ацетилениды серебра и меди).

Наиболее сильным основанием будет (3):

Присоединение протона приводит к 2-метилциклопропенильному катиону, устойчивость которого обусловлена его ароматичностью. Действительно, он имеет плоский цикл, а число p-электронов равно 2, что отвечает правилу Хюккеля.

9. Очевидно, что бинарное соединение, образующееся при сжигании в токе кислорода, это оксид. Обозначим через х молекулярную массу металла, тогда можно составить уравнение: х/(x + n•16) = 0,793, где n – количество атомов кислорода. Перебором n находим, что при n = 3 х = 183,9, что соответствует вольфраму, т.е. исходное белое кристаллическое вещество содержит вольфрам, углерод и кислород.

Рассчитаем соотношение элементов:

W:C:O = [6,591•M(W)/M(WO3)•10,00] : [3.820•M(C)/22.4•10,00] :

[(10,00 – 6,591•M(W)/M(WO3) – 3,820•M(C)/22.4)/10,00] = 1:6:6.

Простейшая формула вещества: WC6O6 – карбонил вольфрама W(CO)6.

10. Существует большой пласт олимпиадных задач с двумя ответами, причем количество баллов за очевидный ответ, например, 2 из 10, а за неочевидный – остальные 8.

Определение формулы органического соединения по количеству выпавшего карбоната кальция – самый популярный вид таких задач. Задается непонятное количество Ca(OH)2, и вариантов решения сразу два – с его недостатком и с его избытком. В недостатке щелочи лишний CO2 растворяет осадок карбоната (точнее, он сразу выпадает лишь частично), в избытке – все нормально, по CaCO3 можно считать (если, конечно, не принимать в расчет заметную растворимость карбоната кальция в воде).

Запишем уравнение реакции:

Гидроксида кальция в растворе было 1000.0,148/100 = 1,48 г, или 1,48/74 = 0,02 моль. Карбоната кальция образовалось 1,0/100 = 0,01 моль.

Пусть гидроксид был в избытке. Тогда СO2 образовалось при горении 0, моль, а исходного углеводорода было взято также 0,01 моль (0,224/22,4).

Уравнение реакции:

CxHy + (x+y/4)O2 = хСO2 + у/2Н2O Очевидно, что х = 1, отсюда неизвестный углеводород – метан, СН4.

Теперь пусть в избытке будет СO2.

Уравнения реакций:

По реакции (1) образовалось 0,02 моль СаСО3, на что израсходовано 0, моль СO2. Затем 0,01 моль СаСO3 растворился согласно реакции (2), на что затрачено 0.01 моль СO2. Суммарное количество углекислого газа – 0,03 моль.

Из этого следует, что взятый углеводород – пропан С3Н8.

11. Щелочной гидролиз С6Н12O2 (М = 116 г/моль) протекает согласно общему уравнению:

По условию задачи количество сложного эфира, взятого для гидролиза, и полученного спирта составляет соответственно:

n(RCOOR') = 11,6/116 = 0,1 моль; n(R'OH) = 0,1 моль Молярная масса спирта равна:

M(R'OH) = m(R'OH)/n( R'OH) = 7,4/0,1 = 74 г/моль Такую молярную массу имеют изомерные бутиловые спирты С4Н9ОН. Исходя из заданной формулы сложного эфира, можно сделать заключение, что он является одним из изомеров бутилацетата СН3СООС4Н9. Единственный из изомерных бутиловых спиртов, имеющий хиральный центр (асимметрический атом углерода), — это бутанол-2. Следовательно, исследуемый эфир – втор-бутилацетат:

Если бы после гидролиза оптическую активность проявлял не эфирный экстракт, а водный раствор, то это означало бы, что хиральный центр имеется в радикале кислоты. Первой из органических кислот насыщенного ряда, имеющей хиральный центр, является метил(этил) уксусная (2-метилбутановая) кислота, и тогда исходное вещество представляло бы собой метиловый эфир этой кислоты:

Уравнения щелочного гидролиза обоих сложных эфиров:

СН3СООСН(СН3)С2Н5 + NaOH = CH3COONa + С2Н5СН(ОН)СН С2Н5СН(СН3)СООСН3 + NaOH = C2H5CH(CH3)COONa + СН3ОН 12. Молекулярная формула А в общем виде – CxHyOz. По данным условия Простейшая формула вещества А: С2H4O (M0 = 44), а его молекулярная формула (C2H4O)n. Поскольку M = 2DH2 = 2.22 = 44, то n = M/M0 = 1, и простейшая формула совпадает с молекулярной. Итак, А имеет формулу С2H4O.

Восстановление аммиачного раствора оксида серебра, присоединение водорода при 20C указывает на наличие альдегидной группы CHO; в этом случае А – ацетальдегид (этаналь) CH3–CHO. Его превращения описывают следующие уравнения:

CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH = CH3COONH4 + 2Ag. + 3NH3- + H2O (1) Для превращений было взято n1 = 11/44 = 0,25 (моль) CH3CHO. По уравнениям (2), (4) могло быть получено n2 = n1 = 0,25 моль BrCH2–CH2Br, массой m1 = 188·0,25 = 47 (г). В результате опытов получено 37,5 г C2H4Br2, следовательно, его выход в расчете на взятый CH3CHO составляет n = 37,5/47 = 0,8, или 80 %.

13. Определяем молярную массу вещества, содержащего 1 моль атомарного углерода: 12/0,0814 = 147,4 г/моль. На кислород в полученном веществе приходится 147,4·0,325 = 48 г. Очевидно, в составе вещества имеется карбонат-ион.

В случае одновалентного металла его молярная масса равна (147,4 – 60)/2 = 43,7 г/моль. Такого металла нет. Если металл двухвалентный, его молярная масса равна 147,4 – 60 = 87,4 г/моль. Металл – стронций.

Полученный продукт Г: SrCO3, тогда А: SrO, Б: H2O, В: Sr(OH)2.

Уравнения реакций:

14. Формула оксида Е – XnOm.

nMx = m·16/0,6895 – m·16.

При n = 2, m = 3, Мx = 10,81.

При других наборах решений нет, следовательно X – бор.

Таким образом, получилось 3,481/69,62 = 0,05 моль оксида Е (B2O3); при этом выделилось 1,12/22,4 = 0,05 моль газа Д и 2,702/18,01 = 0,15 моль воды.

Газ Д – B2H6;

Вещество А содержит Na, В, Н; а соль В – Na, B, Н, O; Г – Na, В, O.

Формула Г: NaBO2, поскольку 34,94/22,99 : 16,43/10,81 : 48,63/16,00 = 1,52 : 1,52 : 3,04.

Масса А, содержащего 1 моль бора, равна: 3,783/0,1 = 37,83 (г).

Тогда 37,83 – 10,81 – 22,99 = 4,03; 4,03/4 = 1,008, это водород.

Вещество А – NaBH4, вещество В – Na2B4O7.10H2O.

Уравнения реакций:

4NaBH4 + 7Н2O + 2НСl = Na2B4O7 + 16H2 + 2NaCl 2NaBH4 + H2SO4 = Na2SO4 + B2H6 + H 15. Солеобразное вещество, состоящее из двух элементов, один из которых – водород, очевидно, гидрид, т.е. соединение с H–. Соединение с H+ обладало бы кислотными свойствами. Ясно, что второй элемент гидрида более электроположительный, чем водород, и будет реагировать с XCl3 с отщеплением хлора. Тогда оставшиеся ионы в соединении друг с другом будут иметь формальные заряды X3+ и H–. Указание на то, что А – газ, свидетельствует о следующем: во-первых, X – элемент, расположенный в IIIA группе периодической системы и, во-вторых, это элемент легкий. Можно предположить, что газ А – например, гидрид бора.

Соединение Б по условию не содержит брома M = 62 < M(Br) = 80, т.е. это – либо продукт окисления А, либо продукт его гидролиза. Вполне логично предположить, что, поскольку все происходило в воде, Б содержит водород и кислород. Фармакологические свойства Б указывают на борную кислоту H3BO3. Осадок, по расчету, – AgBr:

В конденсате была, таким образом, бромистоводородная кислота, т.е. Br восстанавливается соединением А в Br–. Это также указывает на то, что А – гидрид. На основании полученных данных можно предположить, что А – это BH3, однако приведенная в условии задачи плотность 1,25 г/л свидетельствует о том, что Mr(А) = 28; поэтому полученную формулу гидрида необходимо удвоить. В этом случае имеем B2H6.

Уравнения упомянутых в условиях задачи химических реакций:

B2H6 + 6Br2 + 6H2O = 2H3BO3 + 12HBr;

Очевидно, что такое соединение, как B2H6 (диборан), структуру которого можно изобразить только так:

предполагает возможность существования триборана, тетраборана и других высших гомологов. Приведем в качестве примера структуру тетраборана.

Реакция диборана с бромной водой проходит неоднозначно; может идти побочная реакция с водой, причем эта реакция идет в большей степени по мере разбавления бромной воды:

16. Из данных элементного анализа можно рассчитать соотношение числа атомов в молекуле соединения. В 1 г жидкости содержится 1,0000 – 0,1135 – 0,5467 – 0,1671 = 0,1727 (г) O;

Брутто-формула:

0,5467 0,1135 0,1671 0, 12,011 1,008 35,453 15, 0,04554 : 0,1126 : 0,0047 : 0,0108=x : y : n : p;

Соотношение атомов должно быть целочисленным, и подобрать такое соотношение в нашем случае не представляется возможным. Вероятнее всего, жидкость – это смесь, на что указывает и температура ее кипения.

Предположим сначала, что смесь состоит из двух компонентов.

Возможны два варианта.

Вариант 1) Cl и O присутствуют в одном соединении:

а) хлорзамещенные спирты и кислоты ассоциированы (водородная связь), кипят при высокой температуре и растворяются в воде;

б) хлорзамещенные альдегиды реагируют с Cu(OH)2;

в) -хлорзамещенные эфиры гидролизуются на холоду NaOH;

г) -хлорзамещенные эфиры имеют высокие температуры кипения.

Значит, подобрать такое соединение не представляется возможным.

Вариант 2) Cl и O присутствуют в различных соединениях:

а) по тем же причинам, что и в предыдущем варианте, отбрасываются спирты, кислоты и альдегиды;

б) иодэтан может дать только диэтиловый эфир; из кислородсодержащих соединений подходят только простые эфиры;

в) сложные эфиры не подходят либо заведомо, либо потому, что реагируют с Cu(OH)2 (дают формиаты).

Остается диэтиловый эфир:

Для второго вещества остается:

Из хлорсодержащих соединений подходят (CH2Cl2)n, однако n=1 исключается, так как температура кипения искомого соединения выше, чем у дихлорметана CH2Cl2 (40oC).

Проверяем реакции диэтилового эфира и дихлорметана, по-видимому, входящих в состав исходной жидкости. С кипением все в порядке, оба кипят ниже 40. С гидроксидом меди разобрались выше, дихлорметан со щелочью на холоду действительно реагирует медленно, а при кипячении гидролизуется до формальдегида. Запах формальдегида, действительно, приятным не назовешь.

Диэтиловый эфир действительно расщепляется HI при некотором старании в виде длительного кипячения в закрытом сосуде под давлением:

C2H5–O–C2H5 + HI = C2H5I + C2H5OH.

Однозначно ли решение этой задачи? А не знаем. Подумайте, может, найдете что-то еще, удовлетворяющее заданным параметрам?

17. При гидролизе эфира прореагировало воды: 3,22 + 6,72 – 7,42 = 2,52 (г), или 0,14 моль. Если гидролизуется эфир RCOOR' то его также было 0,14 моль. Составляем пропорцию:

отсюда х = 53;

Молярные массы M(R) + M(R') получаются вычитанием молярной массы COO из молярной массы эфира:

Эфира с такой малой молярной массой не существует. Значит, что-то не так в предложенной выше структуре исходного эфира?

Имеем право предположить, что количество кислотных групп не равно количеству спиртовых, т.е. n(R) ! n(R'), и гидролизовался эфир общей формулы RC(OR')x. Уже при х=3 получается более правдоподобный вариант:

RC(OR')3 + 2H2O = RCOOH + 3R'OH;

при этом M(эфира) = 106. Кислоты получено 0,07 моль, M = 3,22/0,07 = 46.

Это муравьиная кислота. Для спирта соответственно 0,21 моль и M = 32, что соответствует метанолу. Значит, x = 3, и исходный эфир – (СН3О)3СН. Назовем его для простоты триметилортоформиатом. Значение x = 4 подставить предположить довольно сложно – углерод все-таки четырехвалентный...

Приходится признать, что карбоновая кислота способна образовать сложный эфир, несколько отличающийся от привычного из учебника. Синтезировать его можно, например, так:

3CH3ONa + CHCl3 = CH(OCH3)3 + 3NaCl.

18. Исходя из объема и плотности газовой смеси (Н2 + N2), оставшейся после прохождения продуктов разложения вещества X через серную кислоту, определяем ее массу и молярную массу:

M1 = VM = 22,4.0,786 = 17,6 (г/моль) Если принять, что 1 моль этой смеси содержит 1 моль N2 и (1 – х) моль Н2, то молярную массу можно выразить так:

Подставляя значение M1 в это уравнение, находим:

х = 0,6 моль, n(N2) : n(Н2) = 0,6 : (1 – 0,6) = 3:2.

Масса и объем газообразных продуктов разложения вещества X, абсорбированных серной кислотой, равны:

Средняя молярная масса поглощенных газообразных веществ составит:

Исходя из указанного элементного состава вещества X и его способности разлагаться без образования твердого остатка, можно предположить, что вещество X – аммиак NH3 (М = 17) или гидразин N2H4 (М = 32).

Поскольку M2 > 17 г/моль, то в абсорбируемых газах должен содержаться не только аммиак, но и гидразин. Если принять, что 1 моль газовой смеси, поглощаемой кислотой, состоит из а моль NH3 и (1 – a) моль N2H4, то среднюю молярную массу этой смеси можно представить так:

М2ср = 17a + 32(1 – a) = 18,67, отсюда a = 0,889 моль; n(NH3) : n(N2H4) = 0,889:0,111 = 8:1.

Следовательно, первоначальная газовая смесь, полученная при термическом разложении вещества X, характеризуется мольным соотношением:

что отвечает атомному соотношению:

Таким образом, исходное вещество X – гидразин N2H4, который разложился при нагревании:

19. Общие уравнения реакций:

По условию y ! n/2, т. е. степени окисления в оксиде и хлориде не одинаковы.

Соотношение объемов водорода равно 1,344/0,898 = 3/2.

Отсюда металл в оксиде имеет валентность 3, а при растворении в кислоте отдает 2 электрона (соотношение валентностей 6/4 маловероятно, но решателю предлагается это проверить самостоятельно). Уравнение реакции:

Было 1,344/22,4 = 0,06 моль водорода, восстановившего 0,02 моль оксида молярной массы 3,2/0,02 = 160 г/моль. Решаем уравнение 2A(М) + 316 = 160, откуда A(М) = 56. Искомый металл – железо.

20. Поскольку сухой остаток содержал только NaCl, а исходная соль обязана содержать кислотный остаток, то газы, выделившиеся в реакции – это аммиак и гидрид кислотного остатка (кислота в газообразном виде).

Пусть k – валентность кислотного остатка X, тогда уравнение реакции можно записать так:

NakX + kNH4Cl = kNaCl + HkX + kNH Расчет подтверждает предположение о составе газов:

Составим пропорцию:

53,5k г NH4Cl -------- 18k+x г газов 2,675 г NH4Cl -------- 1,70 г газов 53,5.1,70k = 2,675(18k+x), 34k = 18k + x, 16k = x.

Величина k принимает значения 1, 2, 3,..., тогда x = 32, k = 2 (единственное решение), соль – Na2S, реакция:

Na2S + 2NH4Cl = 2NaCl + H2S + 2NH3.

21. Согласно расчету, неизвестная соль может содержать не более четырех атомов кислорода на одну молекулу:

220·31,68/100·16 = 4,36 атомов O.

Ее формула КХаOn, где n=1,2,3 или 4.

68,32% массы приходятся на ах+39 г (K+Xa) 31,68% массы приходятся на 16 г (O)n Составим таблицу значений X.

Соединения вида КCuО3, KS2O3 не подходят, кислород в молекуле соли уже есть. Следовательно искомая соль – пертехнат калия КТсО4. Она не может быть получена в высокочистом виде, так как технеций – радиоактивный элемент, и в соли накапливаются продукты его распада, а также продукты радиолиза соли. В медицине эту соль могут использовать как источник радиоактивного излучения.

Если неизвестно число элементов, входящих в состав соли, задачу также можно решить, но решение потребует большого объема расчетов при подборе.

При этом может обнаружиться еще одно решение или больше.

22. Из условия задачи следует, что помимо углерода, водорода и кислорода в веществах А, Б, В присутствует еще элемент X. Состав этих веществ:

Расчет показывает, что относительное содержание С:Н:Х в ряду А–Б–В остается постоянным:

Следовательно, скорее всего, при окислении скелет молекулы не разрушается, а кислород присоединяется к веществу. Рассчитаем брутто-формулы неизвестных веществ по С, Н, О.

Вещество А:

Простейшая формула: C2H6OX?

Вещество Б.

Простейшая формула: CH3X?, C2H6X? и т.д.

Вещество В.

Простейшая формула: CH3OX?, C2H6O2X? и т.д.

Таким образом, Примем атомную массу X равной А. Пусть в молекулу входит а атомов X.

Тогда при определении брутто-формулы вещества Б запишем:

Х 41,03:A/1,28 = a, где а =...1/4, 1/3, 1/2, 1, 2, 3, 4.

рассчитываем А для каждого а и составляем таблицу элемент Соответствующие соединения Fm, Ir, Tе, Mо, Cu, Li, B, типа А, Б, B невозможны или не соответствуют по физическим и химическим свойствам. Кислород уже есть в составе Б и В, так что X – не кислород. Следовательно, X – сера.

Тогда:

23. Раствор состоит из 0,900 г уксусной кислоты и 0,100 г неизвестного вещества.

60 г СH3COOH — 2•22,4 л кислорода Весь кислород израсходован на сжигание уксусной кислоты Неизвестное вещество разлагается с образованием 0,569 – 0,540 = 0,029 мл воды (1,61 ммоль) и 0,708 – 0,672 = 0,036 л CO2 (1,61 ммоль).

Из соотношения 1:1 простейшая формула – H2CO3 (H2O + CO2 = H2CO3).

Однако, это не угольная кислота, так как CO2 в кислой среде малорастворим, и 10% раствор угольной кислоты в уксусной кислоте не существует. Разумную структуру (H2CO3)n, где n ! 1, подобрать не удается, следовательно, это надмуравьиная кислота (пероксид).

Она реагирует со всеми четырьмя предложеными веществами:

CH3–CH=CH–CH3 + HCOOOH + H2O = СH3–CH(OH)–CH(OH)–CH3+ HCOOH CH3–S–S–CH3 + 5 HCOOOH + H2O = 2 CH3SO3H + 3 HCOOH 24. Пусть неизвестный углеводород имеет формулу CxHy.

Уравнение реакции:

CxHy + (x+y/4) O2 = x CO2 + y/2 H2O;

(CxHy) = 0,010/22,4 (моль) Баланс O2: до реакции 70 мл, или 0,070/22,4 моль; после реакции и поглощения CO2 – 45 мл, или 0,045/22,4 моль; следовательно, в реакцию вступило 0,025/22,4 моль O2.

Для образования 0,020/22,4 моль CO2 в соединение с углеродом углеводорода вступило 0,020/22,4 моль O2. Оставшиеся 0,005/22,4 моль O2 соединились с водородом углеводорода, при этом было получено 0,010/22,4 моль воды.

(C) = (CO2) = 0,020/22,4;

(H) = 2(H2O) = 0,020/22,4;

x:y = (C):(H) = 0,020:0,020 = 1:1.

Из всех возможных ответов: C2H2, [C3H3], C4H4, и т.д. – условию задачи удовлетворяет только C2H2.

Таким образом, неизвестный углеводород – ацетилен.

25. По известным массовым долям углерода, водорода и кислорода для веществ А, Б и Г вычислим мольные отношения атомов элементов, составляющих эти соединения:

По результатам нейтрализации вещества Г гидроксидом калия находим количество КОН, вступившее в реакцию:

Количество прореагировавшего вещества Г составит 0,04x моль, где х – эквивалентное число, равное 1, 2, 3,..., т. е. мольные отношения Г : КОН могут составлять 1:1, 1:2, 1:3 и т. д.).

Отсюда М(Г) = 2,68х/0,04 = 67х г/моль.

Принимая x = 1, 2, 3 и т. д., находим М(Г) = 67; 134; 201 г/моль и т. д.

Сопоставляя возможные значения молярной массы вещества Г с простейшей формулой С4Н6O5 (m = 134 г/моль), отвечающей рассчитанному выше мольному отношению атомов, находим, что истинная формула вещества Г – С4Н6O5.

Исходя из формулы вещества Г, схемы превращений, приведенной в условии задачи, и рассчитанных мольных отношений для веществ А и Б, устанавливаем суммарные формулы веществ А, Б и В:

А – С4Н4O4, Б – С8Н12O4, В – С4Н5O4Вr.

Результаты нейтрализации показывают, что вещество Г – двухосновная кислота. Из схемы превращений следует, что эта кислота получается при гидролитическом расщеплении В — монобромпроизводного двухосновной кислоты, которое, в свою очередь, образуется при гидробромировании непредельной двухосновной кислоты А. Таким образом, наличие двух карбоксильных групп и двойной связи определяет структуру кислоты А и продуктов ее превращений:

HC COOH BrHC COOH HOHC COOH

Вещество А — малеиновая кислота.

26. Магния – явный избыток, полагаем, что остатки магния и выделившаяся ртуть – в осадке:

Отсюда z = 30, масса осадка: 8,2 – 30,1.24/(200,6x + 124) + 30,1.200,6x/(200,6x + 124) = 34,7 г.

Получаем x = 1,5, что, как минимум, должно вызвать некоторое недоумение.

Вспоминаем, что металлические магний и ртуть имеют обыкновение образовывать амальгаму, которая активно реагирует с водой:

т.е. в осадке – ртуть и гидроксид магния. Последняя реагирует с HCl:

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2Переcчитывая, получаем x = 1, соль – Hg2(NO3)2.

2.2. РАСЧЕТ ПО ОДНОМУ УРАВНЕНИЮ РЕАКЦИИ 2.2.1. Простая пропорция с явно заданными количественными параметрами.

Прежде всего, прочитав условие задачи, следует составить схемы всех химических реакций, о которых идет речь в условии. Затем эти схемы реакций надо превратить в уравнения, найдя стехиометрические коэффициенты. Проделав эти предварительные операции, можно искать подход к решению задачи.

В условии задачи, как правило, указывают на необходимость нахождения массы (или количества молей) известного вещества, получаемого либо расходуемого в результате химических реакций. Рекомендуется вне зависимости от сложности предлагаемой задачи определяемый параметр (масса, количество молей) обозначать как х, и по мере возможности воздержаться от введения любых дополнительных или промежуточных неизвестных, вычисление которых не требуется в условиях задачи. Необходимо стараться свести решение задачи к составлению одного пропорционального соотношения, даже если по условию задачи существует целая «цепочка» превращений.

В общем случае условие задачи, тип которой рассматривается в настоящем параграфе, формулируется следующим образом:

«Имеется химическое превращение (или несколько химических превращений) заданных известных веществ. Дана масса (количество) одного из исходных веществ, причем обязательно указывается или подразумевается, что второе вещество находится в избытке. Требуется определить массу (количество) одного из продуктов».

Перечислим последовательность операций, которые необходимо проделать для решения сформулированной подобным образом задачи. Для удобства используем методику составления алгоритма компьютерной программы:

1. Составить уравнение всех упомянутых в условии задачи реакций.

2. Обозначить через неизвестное х параметр, который подлежит определению.

3. Провести анализ на достаточность данных, т.е. установить, достаточно ли данных для нахождения неизвестного параметра, а также на предмет определения тех данных задачи, по которым находится (вычисляется) неизвестное.

4. Использовать алгоритм вычисления неизвестного x, который заключается в: а) расчете молярных масс соединений M (г/моль); б) составлении пропорций; в) решении составленной пропорции относительно неизвестного x; г) анализе и записи ответа, проверке его качественного и количественного соответствия вопросу задачи.

Этот алгоритм представляет собой метод решения задачи с простейшим пропорциональным соотношением. Составим уравнение реакций:

где a, b, c, d – коэффициенты в уравнении реакций; A и B – известные исходные вещества; C и D – продукты, которые либо могут быть известными, либо их формулы необходимо написать самостоятельно.

Пусть задано количество вещества A ( моль); вещество B – в избытке.

Требуется найти количество C.

Решается такая задача просто:

из моль A получается x моль C, Расчет в молях проще расчета в граммах, в чем легко убедиться, решив задачу следующего содержания:

Задана масса вещества A m(A), а вещество B в избытке. Требуется найти массу продукта реакции вещества C, т.е. m(C).

Составим пропорцию:

из a·M(A) образуется c·M(C), из m (A) образуется m (C), Рассмотрим два возможных варианта приведенной задачи.

Вариант I. Известен объем V(A) газообразного A, необходимо определить массу m(C) вещества C.

из V(A) л A получается m(C) г C, Вариант II. Известен объем V(A) газообразного A, необходимо определить объем V(C) газообразного C.

из V(A) л A получается V(C) л C, Естественно, все приведенные пропорции пригодны для решения задач, в которых известно количество продукта, а нужно определить количество исходного реагента. Это делается по тем же формулам; в качестве неизвестных выступают (A), m(A) или V(A) – вместо (C), m(C) и V(C) соответственно.

При решении любой задачи следует также помнить, что везде, где только это возможно, решать задачу нужно в молях.

В большинстве задач, и Вы в этом неоднократно убеждались, заданные значения массы веществ кратны их молярным массам. Обычно составителю важно Ваше умение решать химическую задачу, а не ловкость при работе с калькулятором. Решение в молях упрощает расчеты и уберегает от многих арифметических ошибок.

Пример 1. Определить массу гидроксида натрия, необходимого для реакции с 9,4 г фенола.

Решение. Уравнение реакции:

с 94 г фенола реагирует 40 г NaOH;

с 9,4 г фенола реагирует x г NaOH Решение (в молях). 9,4 г фенола соответствует 0,1 моль. С 1 моль фенола реагирует 1 моль щелочи, а с 0,1 моль, соответственно, 0,1 моль щелочи, т.е.

0,1 • 40 = 4 (г). В данном простейшем случае не имеет значения, решать задачу в граммах или молях.

Пример 2. Навеску алюминия какой массы (г) нужно ввести в реакцию с 7,6 г оксида хрома (III), чтобы получить чистый хром?

Решение. Уравнение реакции алюмотермии:

Для реакции с 152 г Cr2O3 требуется 2•27 г Al, для реакции с 7,6 г Cr2O3 требуется x г Al, Решение (в молях). 7,6 г Cr2O3 – это 0,05 (7,6/152) моль; на 1 моль Cr2O3 требуется 2 моль Al; на 0,05 моль Cr2O3 – 20,05=0,1 моль Al (или 2,7 г).

Пример 3. 1 л воздуха с примесью хлора пропускали через избыток раствора иодида калия, при этом выделилось 0,127 г иодида. Определить объемную долю хлора в данной газовой смеси.

Решение. Уравнение реакции:

O2 с KI не реагируют в данных условиях, 254 г иода выделяется при реакции c 22,4 л Cl2, 0,127 г иода выделяется при реакции с x л Cl2, А вот конкретный пример пользы от решения в молях:

0,127 г I2 – это 0,0005 моль I2. Такое же количество Cl2 (0,0005 моль) занимает объем 0,0005 • 22,4=0,0112 (л). Объемная доля хлора в данном образце воздуха равна 0,0112/1=0,0112, или 1,12 (%).

Задачи:

1. Какое количество натрия необходимо добавить к 1 л воды, чтобы образовался раствор гидроксида натрия с массовой долей вещества 1%?

Плотность воды принять равной 1 г/см3.

2. Сколько выпадает осадка при прибавлении раствора, содержащего 16,4 г нитрата кальция, к избытку раствора карбоната натрия?

3. Над раскаленным оксидом меди пропустили избыток водорода. Затем образец охладили и взвесили. Во сколько раз изменилась его масса?

4. A г оксида кальция внесли в B мл воды, получили прозрачный раствор. Вычислите массовую долю вещества в полученном растворе.

5. Смесь водорода и хлора в закрытом сосуде облучали рассеянным светом при постоянной температуре. Через некоторое время содержание хлора уменьшилось на 20% по сравнению с исходным, а объемные доли компонентов смеси в этот момент стали следующими: 60% хлора, 10% водорода и 30% хлороводорода. Каким был количественный состав исходной смеси газов?

Как получают хлор, водород, хлороводород?

6. Какой объем воздуха (объемная доля кислорода 21%) необходим для полного сгорания 1 л сероводорода? Какая масса 4%-го раствора гидроксида натрия потребуется для поглощения продуктов сгорания? Объемы газов измерены при нормальных условиях.

7. Сульфат калия массой 20 г растворили в 150 мл воды и провели электролиз раствора. После электролиза массовая доля сульфата калия составила 15%. Какие объемы водорода и кислорода были получены при температуре 20C и давлении 101325 Па?

8. Как изменится давление к моменту наступления равновесия реакции синтеза аммиака, протекающей в закрытом сосуде при постоянной температуре, если начальные концентрации азота и водорода в смеси равны соответственно 2 и 6 моль/л, и равновесие наступает, когда прореагировало 10% азота.

9. Металлический цезий какой массы (г) можно получить из 14,2 г цезиевых квасцов (они по составу подобны калиевым) по приводимому способу: «Н.Бекетов (1894 г.) приготовил цезий из его алюмината накаливанием с порошком магния, и весь цезий получился в металлическом виде... Алюминат цезия был приготовлен через осаждение цезиевых квасцов едким баритом через выпаривание полученного раствора» (Д.И.Менделеев, «Основы химии»).

Решения:

1. Составим уравнение реакции:

Обозначим искомую массу натрия через x. Масса 1 л (1000 см3) воды равна 1000 см3•1 г/см3 = 1000 г. Из x г натрия образуется (80/46)x г гидроксида натрия и (2/46)x г водорода.

В результате масса раствора гидроксида натрия равна:

Связывая массы раствора и растворенного вещества, получаем соотношение (x + 1000 – 2x/46)• 0,01 = 80/46 • x; откуда x = 5,78 (г).

2. Уравнение реакции, приводящей к образованию осадка:

Na2CO3 + Ca(NO3)2 = CaCO3 + 2NaNO x = 10 (г) осадка карбоната кальция.

3. Составим уравнение реакции:

80 г CuO дают 64 г Cu. Значит, масса образца после пропускания над ним водорода уменьшается в 80/64 = 1,25 раз.

4. Составим уравнение реакции:

56 г CaO взаимодействуют с водой с образованием 74 г Ca(OH)2, A г CaO взаимодействуют с водой с образованием 74/56 • А г Ca(OH)2.

Таким образом, в растворе будет содержаться 1,32 A г Ca(OH)2. Так как масса раствора (исходя из уравнения реакции) равна сумме масс исходных веществ и составляет (A + B) г, то, считая вещество полностью растворившимся (нет осадка), имеем 5. Составим уравнение реакции:

30 объемных частей HCl получаются из 15 объемных частей Cl2; следовательно, состав исходной газовой смеси:

Хлор и водород можно получить, например, электролизом водного раствора хлорида натрия:

NaCl (р-р.) = Na+(р-р.) + Cl–(р-р.) на аноде: 2Cl – 2e = Cl2; на катоде: 2H + 2e = H2 (из H2O).

Хлороводород можно получить взаимодействием водорода с хлором.

6. Уравнение происходящей реакции:

Для сгорания 1 л H2S требуется 1,5 л O2 или 1,5/0,21 = 7,15 л воздуха.

Выделится 1 л SO2, или 1/22,4=0,0447 моль SO2.

Для поглощения SO2 по реакции потребуется 2 • 0,0447 = 0,0894 моль, или 0,0894 • 40 = 3,58 г NaOH.

При этом 4%-го раствора NaOH потребуется 3,58/0,04 = 89,4 г.

Для поглощения SO2 по реакции необходимо взять 44,7 г 4%-го раствора NaOH.

7. При электролизе разлагается только вода, т.е. количество сульфата калия в растворе не меняется. Соль служит электролитом:

Масса воды в растворе:

а) до электролиза – m(H2O) + 150 (г);

после электролиза – m(H2O) = m(р-ра) – m(K2SO4) = (20/0,15) – 20 = 113,3 г.

Масса воды, разложившейся при электролизе:

m(H2O) = 150 – 113,3 = 36,7 г, т.е. (H2O) = 2,04 моль, (H2) = 2,04 моль, (O2) = 1,02 моль.

V(O2) = 0,5V(H2) = 0,0245 (м3) = 24,5 л.

8. Составим уравнение реакции:

К моменту наступления равновесия прореагировало 10% N2, или 2 • 0,1 = 0, моль/л N2 и 0,6 моль/л H2, всего 0,8 моль/л газов. По уравнению реакции объема газа до реакции дают 2 объема после реакции; 0,8 моль/л – 0,4 моль/л.

В смеси осталось: 2 + 6 – 0,4 = 7,6 (моль/л) газов. Из уравнения Менделеева– Клапейрона p = RT/V = cRT. Давление уменьшится в (7,6/8,0) = 0,95 раза.

9. Гидроксид бария (едкий барит) позволяет легко превратить цезиевые квасцы в гидроксоалюминат:

CsAl(SO4)2•12H2O + 2Ba(OH)2 = 2BaSO4 + CsAl(OH)4 + 12H2O Реакция с магнием приводит к образованию летучего продукта – металлического цезия, и равновесие смещается вправо:

2CsAlO2 + Mg = Mg(AlO2)2 + 2Cs 2.2.2. Избыток (недостаток) одного из реагентов Во всех предыдущих задачах непременным являлось одно из условий: либо одно из веществ (A или B), реагирующих по уравнению aA + bB = cC + dD, находилось в избытке, либо вещества были взяты в эквивалентных количествах.

Как быть, если одновременно даны массы веществ A и B: m(A) и m(B)? По какому из веществ вести расчет? Очевидно, что расчет необходимо вести по тому веществу, которое израсходуется полностью, т.е. находится в недостатке;

второе вещество прореагирует частично и избыток его останется.

Условие задачи можно сформулировать следующим образом.

Смешали вещество A массой m(A) с веществом B массой m(B); произошла реакция, образовались вещества C и D. Требуется для вещества C найти массу m(C).

В общем виде предполагается следующее решение.

Количество вещества A: (A)=m(A)/M(A) моль, а количество вещества B:

(B)=m(B)/M(B) моль. Согласно уравнению реакции, а моль вещества A реагирует с b моль вещества B, т.е. если (A)/(B) > a/b, то B – в недостатке, а если (A)/(B) < a/b, то A – в недостатке.

Задачи.

1. Через последовательно соединенные электролизеры с инертными электродами, содержащие: первый – раствор хлорида бария, второй – раствор сульфита калия с одинаковыми количествами веществ, пропускали электрический ток. Электролиз прекратили, когда в первом электролизере прекратилось повышение концентрации гидроксильных ионов, а на аноде этого электролизера выделилось 11,2 л газа. Полученные в результате электролиза растворы смешали. Определите состав и массу выделившегося осадка.

2. К 50 г 35,6%-го раствора галогенида щелочного металла прибавили г раствора нитрата серебра. После выпадения осадка концентрация исходного галогенида уменьшилась в 1,2 раза. Какой щелочной металл и какой галоген входили в его состав? Определите формулу галогенида.

3. При постепенном добавлении 100 г раствора соляной кислоты (при перемешивании) к 100 г раствора карбоната натрия образуется 198,9 г раствора продуктов реакции. Если смешивать эти же растворы в обратном порядке, масса полученного раствора составит 197,8 г. Объясните происходящие процессы и определите концентрации исходных растворов.

Решения.

1. Из условия следует, что реакция в первом электролизере прошла полностью:

Выделение 11,2 л Cl2 (0,5 моль) на аноде означает образование 0,5 моль Ba(OH)2 в растворе после электролиза Количество электричества во втором электролизере такое же, т.е. там прошла реакция с образованием 0,5 моль K2SO4:

При смешении растворов выпадает осадок:

Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4. + 2KOH 0,5 моль 0,5 моль 0,5 моль 2. Пусть А(M) – атомная масса металла, а А(X) – галогена в исходном галогениде МХ.

Сначала в растворе было (36,5.50/100)=17,8 (г) МХ, при добавлении AgNO3:

прореагировало.100% соли и выпало:

17,8(108 + А(X))/(А(M) – А(X)) г осадка AgX.

В растворе осталось 17,8(1 – ) г исходного галогенида МХ.

Масса раствора:

50 + 10 – 17,8(108 + А(X))/(А(M) + А(X)) г.

Отсюда содержание МХ в растворе после добавления AgNO3:

{[17,8(1-)]/[60-17,8(108+A(X))/(A(M)+A(X))]}.100 = 36,6/1,2.

3. Уменьшение массы раствора происходит за счет выделения углекислого газа. В первом случае его выделилось 1,1 г, во втором – 2,2 г. Количество выделившегося углекислого газа определяется исходным веществом, которое прореагировало полностью.

Первая реакция:

Далее избыток соляной кислоты реагирует с гидрокарбонатом натрия:

Для первого случая соотношение m(HCl)/m(Na2CO3) < 2, в противном случае в реакцию с соляной кислотой вступил бы весь получившийся гидрокарбонат, а углекислого газа бы выделилось не меньше, чем во втором случае. Это соотношение является условием недостатка соляной кислоты в реакции (1).

Во втором случае соляная кислота прореагировала полностью. По схеме определим общее количество соляной кислоты, прореагировавшей во втором случае:

Определим количество HCl, прореагировавшей на второй стадии:

Таким образом, на первой стадии израсходовано 3,65 – 0,91 = 2,74 (г) HCl.

Определим количество карбоната натрия по схеме:

36,5 г HCl реагируют с 106 г Na2CO3;

Таким образом, исходно взяты 3,65%-ный раствор HCl и 7,95%-ный раствор Na2CO3.

2.2.3. Неявно заданные количественные параметры Рассмотрим случай, когда исходные данные задаются в неявном виде, т.е.

перед использованием этих данных для решения задачи и подстановки их в основную пропорцию необходимо провести дополнительные преобразования.

Вспомним еще раз формулировку задачи, которая представлена в начале раздела 2:

При реакции вещества A с избытком вещества B образуются вещества C и D. Относительные молекулярные массы даны. Требуется определить массу вещества C, если известно, что A находилось в виде:

а) m1 г раствора (или смеси) с массовой долей компонента w (A)%.

Предварительно преобразуем массу вещества A к явно заданному виду:

в 100 г раствора A содержится w (A) г, в m1 г раствора A содержится m (A) г, Запишем уравнение реакции:

далее (см. 2.1.) имеем:

б) V1 (л) газа, измеренного при давлении p1 и температуре T1.

Приведем объем V(A) вещества A к явно заданному виду (норм. условиям):

где p0 и T0 – давление и температура при н.у. Отсюда: V(A)=.

Составим пропорцию:

из a•22,4 л A образуется c•M(C) г вещества C, из V(A) л A образуется m(C) г вещества C, Пример 1. В запаянной колбе объемом 1 л, содержащей воздух (давление 1000 Па при 0oС, несколько суток прокаливали при 900oС 10 г медных опилок.

Какое давление будет в колбе после охлаждения до 0oС? Что можно сказать о составе газовой и твердой фаз, содержащихся в колбе? Объемом твердых веществ пренебречь. Как изменится решение, если вместо меди взять 10 г магния?

Решение. Определяем исходные количества вещества газов и металлов:

(Cu) = 10/64 = 0,156 (моль);

(Mg) = 10/24 = 0,417 (моль).

Все металлы взяты в избытке.

Реакции, происходящие при прокаливании:

4Cu + O2 = 2Cu2O (кислород в недостатке);

Состав воздуха в процентах по объему:

N2 – 78%; O2 – 21%; CO2 – 0,03%; благородные газы ~ 0,93 %.

При прокаливании меди состав содержимого колбы:

газы – CO2, N2, благородные газы; твердые вещества – оксид меди (I) Cu2O.

Давление в колбе ~ 790 Па.

При прокаливании магния: благородные газы, оксид магния MgO, нитрид магния Mg3N2, сажа (C). Давление в колбе 9,3 Па.

Пример 2. К раствору, содержащему 20 г гидроксида натрия, прибавили 70 г 30 %-го раствора азотной кислоты. Какой цвет будет иметь лакмус в полученном растворе?

Решение.

20 г NaOH составляют 0,5 моль; 70 г 30 %-го раствора HNO3 содержат 70•0, = 21 (г) кислоты, что составляет 0,33 моль. Таким образом, гидроксид натрия содержится в избытке (0,5 > 0,33).

Полученный раствор будет иметь щелочную реакцию, лакмус окрасится в синий цвет.

Пример 3. К a граммам c%-ного раствора хлорида магния прибавлено эквивалентное (т.е. строго необходимое для проведения реакции, без избытка) количество n%-ного раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отфильтрован и промыт b миллилитрами воды. Определить массовую долю хлорида натрия в растворе, полученном смешиванием фильтрата и промывной воды.

Решение:

Уравнение реакции:

MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl Определим массу образовавшегося осадка:

0,01c•a (г) MgCl2 дают x г Mg(OH) x = 58•0,01ca/95 = 0,061c•a (г) Mg(OH)2.

Массу образовавшегося NaCl находим аналогично:

Получим 0,0123c•a (г) NaCl.

Определим массу раствора гидроксида натрия, взятого для реакции:

на 95 г MgCl2 требуется 80 г NaOH на 0,01 c•a (г) требуется z г NaOH Масса взятого n%-го раствора NaOH составляет Тогда масса всего раствора после реакции и промывки составит a + 0,84c•a/n + b – 0,0061c•a (г) Массовая доля NaCl в растворе составит (%):

Пример 4. Жженые квасцы KAl(SO4)2 массой a г растворили в b мл воды.

С каким объемом с%-го раствора хлорида бария (плотность ) может прореагировать m г раствора квасцов?

Решение.

KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + AlCl3 + KCl С таким количеством квасцов может прореагировать молей, или 208 г хлорида бария, которые содержатся в 258 a+b Вариант косвенного задания массы: масса одного из компонентов определяется в виде разности между массой смеси двух веществ и массой второго компонента.

Пример 5. Имеется 5 г смеси кальция и оксида кальция. Какова масса оксида кальция (г) в смеси, если при реакции 1 г смеси с водой выделилось 224 мл водорода (н.у.)? Какова масса (г) воды, прореагировавшей с 1 г смеси ?

Решение. Пусть в 1 г смеси было x г Ca и (1 – x) г CaO.

Следовательно, в 5 г смеси содержится 2 г Ca и 3 г CaO; c 1 г смеси прореагировала воды: 0,36 + 0,193 = 0,553 (г).

Пример 6. Какой станет массовая доля вещества в растворе, если к 100 г раствора гидроксида лития с массовой долей 10% добавить 10 г металлического лития? Ответ подтвердите расчетами и уравнениями реакций.

Общее указание ко всем задачам на определение свойств смеси компонентов: очевидно, что массу смеси нужно определять сложением масс всех компонентов независимо от происходящих реакций, вычитая массу выделившегося газа или отфильтрованного осадка, если таковые образуются в результате реакции.

Решение. Уравнение реакции:

В 100 г раствора содержится 10 г LiOH и 90 г воды; при прибавлении 10 г лития выделится в виде газа y = 2•10/14 = 1,43 (г) водорода.

Масса раствора составит 110 – 1,43 = 108,57 (г).

В этом растворе Пример 7. Газообразный предельный нециклический углеводород объемом 224 мл (н.у.) сожгли, а продукты растворили в 1 л 0,148 %-й известковой воды (плотностью 1,0 г/мл). При этом было получено 1,0 г осадка. Определите молекулярную формулу углеводорода.

Решение: Уравнения происходящих реакций:

nCO2 + nCa(OH)2 = nCaCO3 + nH2O.

Раствор известковой воды содержал 0,148•1000/100 = 1,48 (г), или 1,48/74 = 0,02 моль Ca(OH)2.

Осадок – 1,0 г CaCO3 – составляет 1,0/100 = 0,01 (моль) CaCO3.

Существуют два варианта решения задачи, причем второй совсем не Вариант 1) Ca(OH)2 – в избытке. Тогда на осаждение CaCO3 потребовалось 0,01 моль CO2, т.е. (CO2) = 0,01 моль, а CnH2n+2 также взято 0,224/22,4 = 0,01 моль. Следовательно, n = 1; CnH2n+2 – метан: CH4.

Вариант 2) Ca(OH)2 – в недостатке. Тогда осадок массой 0,1 г является результатом двух реакций – осаждения и частичного растворения по уравнению:

nCaCO3 + nCO2 + nH2O = nCa(HCO3)2.

При осаждении получается 0,02 моль CaCO3, остается 0,01 моль CaCO3, т.е.



Pages:     || 2 | 3 | 4 |


Похожие работы:

«ВНИМАНИЕ! Эта электронная версия книги содержит исправления ошибок и опечаток, замеченных на ДЕКАБРЬ 2009 года и ряд небольших улучшений по сравнению с бумажной версией. И. Н. Пономарёв. И. Н. Пономарёв ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКУЮ ЛОГИКУ И РОДЫ СТРУКТУР Учебное пособие Москва МФТИ 2007 УДК 510.6+510.22(075) ББК 22.12я73 П56 Р е ц е н з е н т ы: кафедра Криптология и дискретная математика Московского инженерно-физического института, доктор физ.-мат. наук, профессор Ю. Н. Павловский Пономарёв И. Н....»

«Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра редакционно-издательских технологий РЕДАКТОРСКАЯ ПОДГОТОВКА ЛИТЕРАТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДАНИЙ Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 1-47 01 01 Издательское дело заочной формы обучения Минск 2011 УДК 655.5(075.6) ББК 76.17я75 Р33 Рассмотрены и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом университета Составитель Д. П. Зылевич Рецензент кандидат...»

«В.И. ГАРАДЖА РЕЛИГИОВЕДЕНИЕ Учебное пособие для студентов высших учебных заведений и преподавателей средней школы. 2-е издание, дополненное АСПЕКТ ПРЕСС ББК 86.3 Г 20 Данное издание представляет собой авторскую работу, вошедшую в число победителей в открытом конкурсе, который проводится Государственным комитетом РФ по высшему образованию и Международным фондом “Культурная инициатива”. Гараджа В.И. Г 20 Религиоведение: Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений и преп. ср. школы. — 2-е...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОРНЫЙ УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе профессор В.Л. ТРУШКО ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ И УСТРОЙСТВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ, соответствующей направленности (профилю) направления подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре НАПРАВЛЕНИЕ...»

«Учебное пособие Версия 11.2, SR2 для Microsoft Windows® Лунд, Швеция, 2013 г. Подготовлено QlikTech International AB © QlikTech International AB, Sweden, 1994–2013. Согласно международному закону об авторском праве не допускается полное или частичное копирование, фотокопирование, воспроизведение, перевод или сокращение документации и ПО на любом электронном носителе или в машинно-читаемой форме без предварительного письменного разрешения QlikTech International AB за исключением случаев,...»

«УДК 37 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ: ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ТЕНДЕНЦИИ И НЕКОТОРЫЕ ВЫВОДЫ С.Л. Лобачев Российский институт открытого образования, г. Москва Представлена С.Н. Кузьминым и членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым Ключевые слова и фразы: информационно-образовательная среда; система открытого образования; учебные заведения. Аннотация: Представлены результаты создания информационно-образовательной среды открытого...»

«Введение 1. Организационно-правовое обеспечение образовательной деятельности 2. Структура вуза и система управления 2.1 Структура и система управления вуза 2.2 Информационное обеспечение системы управления 3. Структура подготовки специалистов 3.1 Динамика приема студентов 3.2 Контингент обучающихся 3.3.1 Профориентационная работа довузовского образования 3.3.2 Довузовская подготовка 3.3.3 Высшее профессиональное образование 3.3.4 Дополнительное профессиональное образование 4. Содержание...»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ по дисциплине Основы экономической теории для студентов неэкономических специальностей всех форм обучения Севастополь 2006 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 2 УДК 303. Методические указания к семинарским занятиям по дисциплине Основы экономической теории для студентов неэкономических специальностей...»

«СМОЛЕНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кузнецова И.В. МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ПСИХОЛОГИИ Учебно-методическое пособие (для студентов заочной формы обучения, обучающихся по специальности 030301.65 (020400)-Психология) Смоленск, 2008 I. ПРОГР АММА (СОДЕРЖАНИЕ) УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. Введение в методику преподавания психологии Тема 1.1. История преподавания психологии в средней и высшей школах Преподавание психологии в XVIII – XIX веках. Преподавание психологии в первой половине XX века....»

«1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова Кафедра уголовного процесса и криминалистики А.Ф. Соколов, М.В. Ремизов Использование специальных знаний в уголовном судопроизводстве Ярославль 2010 2 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия. План 2010 года Авторы Соколов А.Ф., кандидат юридических наук – глава 2. Ремизов М.В., кандидат юридических...»

«Министерство транспорта и связи Украины Государственная администрация связи Одесская национальная академия связи им. А. С. Попова МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению лабораторной работы Исследование принципов построения и характеристик антенн базовых станций мобильной связи по дисциплине Системы мобильной связи Модуль 1 — Функциональные устройства радиоканала систем мобильной связи для студентов дневной и заочной форм обучения факультетов информационных сетей и телекоммуникационных систем...»

«Федеральное агенство по образованию _ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С.М. КИРОВА ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы для студентов специальности 250403 Технология деревообработки, направлений 250300 Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств и 080500 Менеджмент Санкт-Петербург Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова Кафедра почвоведения О.А. Скрябина Полевая учебная практика по картографии почв Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов обучающихся по...»

«2634 Министерство транспорта РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра Экономика и логистика на транспорте Формирование бюджета производства в дистанции электроснабжения в соответствии с финансово-экономической моделью ОАО РЖД Методические указания и задание к выполнению контрольной работы по дисциплине Экономика хозяйства электроснабжения для...»

«Дата печати 05.02.2007 10:33:001 Если Вы выражаетесь четко и ясно,исключая ложное толкование и всякую двусмысленность, будьте уверены, что найдется хотя бы один, кто поймет Вас наоборот Третий закон Чизхолма ПРЕДИСЛОВИЕ Более 10 лет назад в МЭИ была выпущена Памятка автору и редактору, которая, безусловно, оказывала существенную помощь при подготовке, оформлении и сдаче рукописей в издательство как новичкам, так и постоянно пишущим авторам. За прошедший период весь тираж Памятки. полностью...»

«Уникальным территориям Горного Алтая — достойное отношение г.Горно-Алтайск 2001 Редакционная коллегия: Мишурова В.В. Енгоян О.З. Кондрашова Т.В. Шпунт А.А. От редакции Уважаемые читатели! В этот сборник вошли материалы, составившие основу информационной части проекта Уникальным территориям Горного Алтая — достойное отношение (руководитель проекта Мишурова В.В. — директор Экологической Библиотеки ЭкБА, г. ГорноАлтайск; координатор проекта Енгоян О.З. — Горно-Алтайский филиал Фонда Алтай — 21...»

«УЧЕБНЫЕ И СПРАВОЧНЫЕ ИЗДАНИЯ ПОДГОТОВЛЕННЫЕ С УЧАСТИЕМ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ИСТОРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА КУРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Все книги имеются в научной библиотеке КГУ и в фондах Ресурсного центра исторического факультета. ИЗДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ Колониальная политика капиталистических держав (1870-1914). М.: Просвещение, 1967. 276 с. Учебное пособие предназначено для проведения семинарских занятий по истории нового времени. В подготовке издания принимал участие...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского Серия Филология. Социальные коммуникации. Том 24 (63). 2011 г. №2. Часть 2. С.241-245. УДК 811:161.1: 81'272 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ЛИНГВОКУЛЬТУРОЛОГИЯ (ДЛЯ ИНОСТРАННЫХ СТУДЕНТОВ) Ященко Т. А. Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, г. Симферополь, Украина Статья посвящена изложению концепции нового авторского учебного пособия Лингвокультурология. Пособие предназначено для иностранных...»

«О. П. Радынова, Л. Н. Комиссарова ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА МУЗЫКАЛЬНОГО ВОСПИТАНИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА Учебник для студентов высших учебных заведений Рекомендовано УМО по специальностям педагогического образования в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 050703 (030900) – дошкольная педагогика и психология и 050707 (031100) – педагогика и методика дошкольного образования Дубна Феникс+ 2011 УДК 373.21:78(075.32) ББК 74.100.5я73 Р15 Р е ц е н з е н...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ И.Т. Беспалый В.В. Полянский ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРАВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Учебное пособие Издание третье, переработанное Самара Издательство Самарский университет 2009 Печатается по решению Редакционно-издательского совета Самарского государственного университета Беспалый, И.Т., Полянский, В.В. Государственное право Российской Федерации :...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.