Zadatak dijela a iz hemije. Kako rješavati probleme iz hemije, gotova rješenja

KORISTI. hemija. 1000 zadataka sa odgovorima i rješenjima. Ryabov M.A.

M.: 2017. - 400 str.

Ovaj priručnik sadrži oko 1000 testova i zadataka iz hemije, pripremljenih na osnovu liste elemenata sadržaja testiranih na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije. Daju se rješenja testova i zadataka, a ponavljaju se odgovarajući dijelovi hemije. Priručnik omogućava samostalno sastavljanje brojnih varijanti ispita u skladu sa postojećim planom. Namijenjeno studentima koji se pripremaju za ispit iz hemije, nastavnicima hemije, roditeljima, kao i metodičarima i članovima prijemnih komisija.

Format: pdf

veličina: 4.4 MB

Pogledajte, preuzmite:drive.google

SADRŽAJ
Uvod 7
Spisak elemenata sadržaja koji se provjeravaju na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije 7
1. TEORIJSKE OSNOVE HEMIJE 15
1.1. Moderne ideje o strukturi atoma 15
1.1.1. Struktura elektronskih omotača atoma elemenata prva četiri perioda: S-, p- i d-elemenata.
Elektronska konfiguracija atoma. Osnovna i pobuđena stanja atoma 15
1.2. Periodični zakon i periodični sistem hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev 20
1.2.1. Obrasci promjena svojstava elemenata i njihovih spojeva po periodima i grupama 20
1.2.2. Opšte karakteristike metala glavnih podgrupa grupa I-III u vezi sa njihovim položajem u periodnom sistemu hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i strukturne karakteristike njihovih atoma 25
1.2.3. Karakterizacija prelaznih elemenata - bakra, cinka, hroma, gvožđa - prema njihovom položaju u periodnom sistemu hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i posebnosti strukture njihovih atoma 29
1.2.4. Opće karakteristike nemetala glavnih podgrupa IV-VII grupa u vezi sa njihovim položajem
u periodnom sistemu hemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i strukturne karakteristike njihovih atoma.... 32
1.3. Hemijska veza i struktura materije 37
1.3.1. Kovalentna hemijska veza, njene vrste i mehanizmi nastanka. Karakteristike kovalentne veze (polaritet i energija veze). Jonska veza. Metalni priključak. Vodikova veza 37
1.3.2. Elektronegativnost. Oksidacijsko stanje i valencija hemijskih elemenata.44
1.3.3. Supstance molekularne i nemolekularne strukture. Vrsta kristalne rešetke. Ovisnost
svojstva supstanci iz njihovog sastava i strukture 55
1.4. Hemijska reakcija 61
1.4.1. Klasifikacija hemijskih reakcija u neorganskoj i organskoj hemiji 61
1.4.2. Toplotni efekat hemijske reakcije. Termohemijske jednačine 68
1.4.3. Brzina reakcije, njena zavisnost od različitih faktora 71
1.4.4. Reverzibilne i ireverzibilne hemijske reakcije. hemijska ravnoteža. Pomeranje hemijske ravnoteže pod uticajem različitih faktora 78
1.4.5. Elektrolitička disocijacija elektrolita u vodenim rastvorima. Jaki i slabi elektroliti 88
1.4.6. Reakcije jonske izmjene 94
1.4.7. Hidroliza soli. Okruženje vodenih rastvora: kiselo, neutralno, alkalno 100
1.4.8. Redox reakcije. Korozija metala i metode zaštite od nje 116
1.4.9. Elektroliza talina i rastvora (soli, alkalije, kiseline) 136
1.4.10. Jonski (pravilo V.V. Markovnikova) i radikalni mehanizmi reakcija u organskoj hemiji 146
2. NEORGANSKA HEMIJA 152
2.1. Klasifikacija neorganskih supstanci.
Nomenklatura neorganskih supstanci
(trivijalno i međunarodno) 152
2.2. Karakteristične hemijske osobine jednostavnih supstanci - metala: alkalnih, zemnoalkalnih, aluminijuma; prelazni metali: bakar, cink, hrom, gvožđe 161
2.3. Karakteristične hemijske osobine jednostavnih nemetalnih supstanci: vodonik, halogeni, kiseonik, sumpor, azot, fosfor, ugljenik, silicijum 167
2.4. Karakteristične hemijske osobine oksida: bazični, amfoterni, kiseli 172
2.5. Karakteristične hemijske osobine baza
i amfoterni hidroksidi 179
2.6. Karakteristične hemijske osobine kiselina 184
2.7. Karakteristične hemijske osobine soli: srednje, kisele, bazne; kompleks (na primjeru spojeva aluminija i cinka) 189
2.8. Odnos različitih klasa neorganskih supstanci 196
3. ORGANSKA HEMIJA 209
3.1. Teorija strukture organskih jedinjenja: homologija i izomerija (strukturna i prostorna). Uzajamni uticaj atoma u molekulima 209
3.2. Vrste veza u molekulima organskih tvari. Hibridizacija atomskih orbitala ugljika.
Radikalan. Funkcionalna grupa 215
3.3. Klasifikacija organskih supstanci.
Nomenklatura organskih supstanci
(trivijalno i međunarodno) 221
3.4. Karakteristične hemijske osobine ugljovodonika: alkani, cikloalkani, alkeni, dieni, alkini, aromatični ugljovodonici (benzen i toluen) 231
3.5. Karakteristične hemijske osobine zasićenih monohidričnih i polihidričnih alkohola; fenol 246
3.6. Karakteristične hemijske osobine aldehida, zasićenih karboksilnih kiselina, estera 256
3.7. Karakteristične hemijske osobine organskih jedinjenja koja sadrže dušik: amini i aminokiseline 266
3.8. Biološki važne supstance: masti, proteini, ugljeni hidrati (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) 269
3.9. Odnos organskih jedinjenja 276
4. METODE ZNANJA IZ HEMIJE. HEMIJA I ŽIVOT....290
4.1. Eksperimentalne osnove hemije 290
4.1.1. Pravila za rad u laboratoriji. Laboratorijsko stakleno posuđe i oprema. Sigurnosna pravila za rad sa kaustičnim, zapaljivim i otrovnim
supstance, kućna hemija 290
4.1.2. Naučne metode za proučavanje hemikalija i transformacija. Metode odvajanja smjesa i tvari za prečišćavanje 293
4.1.3. Određivanje prirode okoliša vodenih otopina tvari. Indikatori 296
4.1.4. Kvalitativne reakcije na neorganske supstance i jone 299
4.1.5. Identifikacija organskih jedinjenja 308
4.1.6. Glavne metode za dobijanje (u laboratoriji) specifičnih supstanci koje pripadaju proučavanim klasama neorganskih jedinjenja 316
4.1.7. Glavne metode za dobijanje ugljovodonika (u laboratoriji) 320
4.1.8. Glavne metode za dobivanje spojeva koji sadrže kisik (u laboratoriji) 323
4.2. Opće ideje o industrijskim metodama za dobivanje najvažnijih supstanci 326
4.2.1. Pojam metalurgije: opšte metode za dobijanje metala 326
4.2.2. Opći naučni principi hemijske proizvodnje (na primjeru industrijske proizvodnje amonijaka, sumporne kiseline, metanola). Hemijsko zagađenje životne sredine i njegove posledice 329
4.2.3. Prirodni izvori ugljovodonika, njihova prerada 334
4.2.4. jedinjenja visoke molekularne težine. Reakcije polimerizacije i polikondenzacije. Polimeri.
Plastika, vlakna, gume 337
4.3. Proračuni po hemijskim formulama i jednačinama reakcija 341
4.3.1. Izračunavanje mase otopljene tvari sadržane u određenoj masi otopine s poznatim masenim udjelom 341
4.3.2. Proračuni zapreminskih odnosa gasova u hemijskim reakcijama 348
4.3.3. Proračun mase tvari ili zapremine plinova iz poznate količine tvari, mase ili zapremine jedne od tvari koje sudjeluju u reakciji 351
4.3.4. Proračuni toplotnog efekta reakcije 357
4.3.5. Proračun mase (volumena, količine supstance) produkta reakcije, ako je jedna od supstanci data u višku (ima nečistoće) 360
4.3.6. Proračun mase (volumena, količine tvari) produkta reakcije, ako je jedna od tvari data kao otopina s određenim masenim udjelom otopljene tvari 367
4.3.7. Pronalaženje molekulske formule supstance....373
4.3.8. Proračuni masenog ili volumnog udjela prinosa produkta reakcije iz teoretski mogućeg 387
4.3.9. Proračun masenog udjela (mase) hemijskog jedinjenja u smjesi 393

Nastavljamo sa razgovorom o rješenju zadatka obrasca C1 (br. 30), koji će svakako izaći u susret svima koji budu polagali ispit iz hemije. U prvom dijelu članka iznijeli smo opći algoritam za rješavanje problema 30, au drugom dijelu analizirali smo nekoliko prilično složenih primjera.

Treći dio započinjemo raspravom o tipičnim oksidacijskim i redukcijskim agensima i njihovim transformacijama u različitim medijima.

Peti korak: raspravljamo o tipičnim OVR-ovima koji se mogu susresti u problemu br. 30

Želio bih podsjetiti na nekoliko stvari koje se odnose na koncept oksidacijskog stanja. Već smo napomenuli da je konstantno oksidaciono stanje karakteristično samo za relativno mali broj elemenata (fluor, kiseonik, alkalni i zemnoalkalni metali itd.) Većina elemenata može imati različita oksidaciona stanja. Na primjer, za klor su moguća sva stanja od -1 do +7, iako su neparne vrijednosti najstabilnije. Azot pokazuje oksidaciona stanja od -3 do +5, itd.

Dva su važna pravila koja treba imati na umu.

1. Najviše oksidaciono stanje elementa - nemetala, u većini slučajeva se poklapa sa brojem grupe u kojoj se ovaj element nalazi, a najniže oksidaciono stanje = broj grupe - 8.

Na primjer, hlor je u grupi VII, pa je njegovo najveće oksidaciono stanje = +7, a najniže - 7 - 8 = -1. Selen je u grupi VI. Najveće oksidaciono stanje = +6, najniže - (-2). Silicijum se nalazi u grupi IV; odgovarajuće vrijednosti su +4 i -4.

Zapamtite da postoje izuzeci od ovog pravila: najveće oksidacijsko stanje kisika = +2 (a čak se i pojavljuje samo u kisikovom fluoridu), a najviše oksidacijsko stanje fluora = 0 (u jednostavnoj tvari)!

2. Metali ne mogu pokazati negativna oksidaciona stanja. Ovo je veoma važno, s obzirom da više od 70% hemijskih elemenata čine metali.

A sada se postavlja pitanje: "Može li Mn(+7) djelovati kao redukcijski agens u kemijskim reakcijama?" Ne žurite, pokušajte sami odgovoriti.

Tačan odgovor je: "Ne, ne može!" To je vrlo lako objasniti. Pogledajte položaj ovog elementa u periodnom sistemu. Mn je u grupi VII, pa je njegovo NAJVIŠE oksidaciono stanje +7. Kada bi Mn(+7) delovao kao redukciono sredstvo, njegovo oksidaciono stanje bi se povećalo (zapamtite definiciju redukcionog sredstva!), što je nemoguće, jer već ima maksimalnu vrednost. Zaključak: Mn(+7) može biti samo oksidant.

Iz istog razloga, SAMO OKSIDATIVNA svojstva mogu pokazati S(+6), N(+5), Cr(+6), V(+5), Pb(+4) itd. Pogledajte položaj ovih elemenata u periodični sistem i uvjerite se sami.

I još jedno pitanje: "Može li Se(-2) djelovati kao oksidacijski agens u kemijskim reakcijama?"

Opet negativan odgovor. Verovatno ste već pogodili šta se ovde dešava. Selen je u grupi VI, njegovo NAJNIŽE oksidaciono stanje je -2. Se (-2) ne može SKUPITI elektrone, tj. ne može biti oksidant. Ako Se(-2) učestvuje u OVR-u, onda samo kao RESTORER.

Iz sličnog razloga, JEDINI REDUKTOR može biti N(-3), P(-3), S(-2), Te(-2), I(-1), Br(-1) itd.

Konačni zaključak: element u najnižem oksidacionom stanju može djelovati u OVR samo kao redukcijsko sredstvo, a element s najvišim oksidacijskim stanjem može djelovati samo kao oksidant.

"Šta ako element ima srednje oksidacijsko stanje?" - pitate. Pa, onda su moguće i njegova oksidacija i redukcija. Na primjer, sumpor se oksidira u reakciji s kisikom, a reducira u reakciji s natrijem.

Vjerojatno je logično pretpostaviti da će svaki element u najvišem oksidacionom stanju biti izražen oksidant, a u najnižem - jak redukcioni agens. U većini slučajeva to je tačno. Na primjer, sva jedinjenja Mn(+7), Cr(+6), N(+5) mogu se klasificirati kao jaki oksidanti. Ali, na primjer, P(+5) i C(+4) je teško oporaviti. I gotovo je nemoguće natjerati Ca (+2) ili Na (+1) da djeluju kao oksidacijski agens, iako su, formalno gledano, +2 i +1 također najviša oksidacijska stanja.

Naprotiv, mnoga jedinjenja hlora (+1) su moćni oksidanti, iako je oksidaciono stanje +1 u ovom slučaju daleko od najvišeg.

F(-1) i Cl(-1) su loši redukcioni agensi, dok su njihovi kolege (Br(-1) i I(-1)) dobri. Kiseonik u najnižem oksidacionom stanju (-2) praktički ne pokazuje redukciona svojstva, a Te (-2) je snažno redukciono sredstvo.

Vidimo da nije sve tako očigledno kako bismo želeli. U nekim slučajevima, sposobnost oksidacije - redukcije može se lako predvidjeti, u drugim slučajevima - samo trebate zapamtiti da je supstanca X, recimo, dobar oksidant.

Čini se da smo konačno došli do liste tipičnih oksidacijskih i redukcijskih sredstava. Voleo bih da ne samo da "zapamtite" ove formule (mada bi i to bilo lepo!), već i da možete da objasnite zašto je ova ili ona supstanca uključena u odgovarajuću listu.

Tipični oksidanti

Jednostavne supstance - nemetali: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
Koncentrovana sumporna kiselina (H 2 SO 4), azotna kiselina (HNO 3) u bilo kojoj koncentraciji, hipohlorna kiselina (HClO), perhlorna kiselina (HClO 4).
Kalijum permanganat i kalijum manganat (KMnO 4 i K 2 MnO 4), hromati i dihromati (K 2 CrO 4 i K 2 Cr 2 O 7), bizmutati (npr. NaBiO 3).
Oksidi hroma (VI), bizmuta (V), olova (IV), mangana (IV).
Hipohloriti (NaClO), hlorati (NaClO 3) i perhlorati (NaClO 4); nitrati (KNO 3).
Peroksidi, superoksidi, ozonidi, organski peroksidi, peroksi kiseline, sve druge supstance koje sadrže -O-O- grupu (na primjer, vodikov peroksid - H 2 O 2, natrijum peroksid - Na 2 O 2, kalijev superoksid - KO 2).
Metalni joni koji se nalaze na desnoj strani naponske serije: Au 3+ , Ag + .

Tipični redukcioni agensi

Jednostavne supstance - metali: alkalne i zemnoalkalne, Mg, Al, Zn, Sn.
Jednostavne supstance - nemetali: H 2, C.
Metalni hidridi: LiH, CaH 2 , litijum aluminijum hidrid (LiAlH 4), natrijum borohidrid (NaBH 4).
Hidridi nekih nemetala: HI, HBr, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, PH 3, silani i borani.
Jodidi, bromidi, sulfidi, selenidi, fosfidi, nitridi, karbidi, nitriti, hipofosfiti, sulfiti.
Ugljen monoksid (CO).

Želio bih da istaknem nekoliko tačaka:

Nisam sebi postavio cilj da navedem sve oksidacione i redukcione agense. To nije moguće, niti je potrebno.
Ista supstanca može djelovati u jednom procesu kao oksidacijsko sredstvo, au drugom kao unutar tijela.
Niko ne može garantovati da ćete sigurno upoznati jednu od ovih supstanci na ispitu C1, ali verovatnoća za to je veoma velika.
Nije važno mehaničko pamćenje formula, već RAZUMIJEVANJE. Pokušajte sami sebe testirati: napišite miješane tvari s dvije liste, a zatim ih pokušajte samostalno razdvojiti na tipične oksidirajuće i redukcijske agense. Vodite se razmatranjima o kojima smo govorili na početku ovog članka.

A sada malo kontrole. Dat ću vam neke nepotpune jednadžbe, a vi ćete pokušati pronaći oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo. Još nije potrebno sabirati prave dijelove jednačina.

Primjer 12. Odredite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo u OVR:

HNO 3 + Zn = ...

CrO 3 + C 3 H 6 + H 2 SO 4 \u003d ...

Na 2 SO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = ...

O 3 + Fe (OH) 2 + H 2 O \u003d ...

CaH 2 + F 2 \u003d ...

KMnO 4 + KNO 2 + KOH = ...

H 2 O 2 + K 2 S + KOH \u003d ...

Mislim da ste ovaj posao obavili sa lakoćom. Ako imate problema, pročitajte ponovo početak ovog članka, radite na listi tipičnih oksidatora.

"Sve je ovo divno!" uzviknut će nestrpljivi čitatelj. "Ali gdje su obećani problemi C1 sa nepotpunim jednačinama? Da, u primjeru 12 smo uspjeli odrediti oksidant i in-tel, ali to nije glavno . može li nam lista oksidirajućih sredstava pomoći u tome?"

Da, može, ako razumete ŠTA SE DEŠAVA sa tipičnim oksidantima pod različitim uslovima. Upravo to ćemo sada uraditi.

šesti korak: transformacije nekih oksidansa u različitim sredinama. "Sudbina" permanganata, hromata, azotne i sumporne kiseline

Dakle, ne samo da moramo biti u stanju prepoznati tipične oksidacijske agense, već i razumjeti u šta se te tvari pretvaraju tokom redoks procesa. Očigledno je da bez ovog razumijevanja nećemo moći ispravno riješiti problem 30. Situacija je komplikovana činjenicom da se produkti interakcije ne mogu jednoznačno specificirati. Besmisleno je pitati: "U šta će se kalijum permanganat pretvoriti tokom procesa redukcije?" Sve zavisi od mnogo razloga. U slučaju KMnO 4, glavna je kiselost (pH) medijuma. U principu, priroda proizvoda za oporavak može ovisiti o:

koristi se tokom procesa redukcije,
kiselost okoline,
koncentracije učesnika reakcije,
temperatura procesa.

Nećemo sada govoriti o utjecaju koncentracije i temperature (iako se radoznali mladi kemičari mogu prisjetiti da, na primjer, klor i brom različito djeluju s vodenim rastvorom alkalija na hladnom i kada se zagrijavaju). Fokusirajmo se na pH medijuma i jačinu redukcionog sredstva.

Informacije u nastavku trebaju biti lako za pamćenje. Ne pokušavajte analizirati uzroke, samo ZAPAMTITE produkte reakcije. Uvjeravam vas, na ispitu iz hemije ovo će vam možda dobro doći.

Proizvodi redukcije kalijum permanganata (KMnO 4) u različitim medijima

Primjer 13. Dopuni jednadžbe redoks reakcija:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 \u003d ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 \u003d ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 \u003d ...

Rješenje. Na osnovu liste tipičnih oksidacionih i redukcionih sredstava zaključujemo da je oksidant u svim ovim reakcijama kalijum permanganat, a redukciono sredstvo kalijum sulfit.

H 2 SO 4 , H 2 O i KOH određuju prirodu rastvora. U prvom slučaju, reakcija se odvija u kiselom mediju, u drugom - u neutralnom, u trećem - u alkalnom.

Zaključak: u prvom slučaju permanganat će se reducirati u Mn(II) sol, u drugom u manganov dioksid, u trećem u kalij-manganat. Dodajmo jednadžbe reakcije:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 \u003d MnSO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 \u003d MnO 2 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 \u003d K 2 MnO 4 + ...

Šta se dešava sa kalijum sulfitom? Pa, naravno, u sulfatu. Očigledno, K u sastavu K 2 SO 3 jednostavno nema gdje dalje oksidirati, oksidacija kisika je krajnje malo vjerojatna (iako je u principu moguća), ali S (+4) se lako pretvara u S (+6). Produkt oksidacije je K 2 SO 4, možete dodati ovu formulu u jednadžbe:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 \u003d MnSO 4 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 \u003d MnO 2 + K 2 SO 4 + ...
KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Naše jednačine su skoro spremne. Ostaje dodati tvari koje nisu direktno uključene u OVR i urediti koeficijente. Usput, ako krenete od druge tačke, možda će biti čak i lakše. Konstruirajmo, na primjer, elektronsku vagu za posljednju reakciju

Mn(+7) + 1e	=	Mn(+6)	(2)
S(+4) - 2e	=	S(+6)	(1)

Koeficijent 2 stavljamo ispred formula KMnO 4 i K 2 MnO 4; ispred formula sulfita i kalijum sulfata mislimo na koeficijent. jedan:

2KMnO 4 + KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Na desnoj strani vidimo 6 atoma kalija, na lijevoj - do sada samo 5. Moramo ispraviti situaciju; stavite koeficijent 2 ispred formule KOH:

2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + ...

Završni dodir: na lijevoj strani vidimo atome vodonika, na desnoj nisu. Očigledno, hitno moramo pronaći neku tvar koja sadrži vodik u +1 oksidacijskom stanju. Idemo po vodu!

2KMnO 4 + 2KOH + K 2 SO 3 = 2K 2 MnO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

Provjerimo još jednom jednačinu. Da, sve je super!

"Zanimljiv film!", primetio je budni mladi hemičar. "Zašto ste dodali vodu u poslednjem koraku? A ako želim da dodam vodikov peroksid ili samo H 2 ili kalijum hidrid ili H 2 S? Dodali ste vodu, jer jeste moraš to dodati ili ti se samo tako dopalo?"

Pa, hajde da shvatimo. Pa, prvo, mi, naravno, nemamo pravo dodavati tvari u jednadžbu reakcije po želji. Reakcija ide baš onako kako ide; kako je priroda zamislila. Naše simpatije i antipatije nisu u mogućnosti da utiču na tok procesa. Možemo pokušati promijeniti uvjete reakcije (podići temperaturu, dodati katalizator, promijeniti tlak), ali ako su uvjeti reakcije postavljeni, njen rezultat više ne može ovisiti o našoj volji. Dakle, formula za vodu u jednadžbi posljednje reakcije nije moja želja, već činjenica.

Drugo, možete pokušati izjednačiti reakciju u slučajevima kada su tvari koje ste naveli prisutne umjesto vode. Uvjeravam vas da to ni u kom slučaju nećete moći.

Treće, opcije s H 2 O 2 , H 2 , KH ili H 2 S su u ovom slučaju jednostavno neprihvatljive iz ovog ili onog razloga. Na primjer, u prvom slučaju mijenja se oksidacijsko stanje kisika, u drugom i trećem - vodika, a složili smo se da će se oksidacijsko stanje promijeniti samo za Mn i S. U četvrtom slučaju sumpor je općenito djelovao kao oksidant , i dogovorili smo se da je S - redukciono sredstvo. Osim toga, malo je vjerovatno da će kalijev hidrid "preživjeti" u vodenom mediju (a reakcija se, da vas podsjetim, odvija u vodenoj otopini), a H 2 S (čak i da je ova supstanca nastala) bi neizbježno ušao u p-cija sa KOH. Kao što vidite, poznavanje hemije nam omogućava da odbacimo ove stvari.

"Ali zašto voda?" - pitate.

Da, jer, na primjer, u ovom procesu (kao iu mnogim drugim) voda djeluje kao rastvarač. Jer, na primjer, ako analizirate sve reakcije koje ste napisali za 4 godine studija hemije, otkrićete da se H 2 O pojavljuje u skoro polovini jednadžbi. Voda je generalno prilično "popularno" jedinjenje u hemiji.

Shvatite, ne kažem da svaki put kada u zadatku 30 trebate "negdje poslati vodonik" ili "odnekud uzeti kiseonik", morate zgrabiti vodu. Ali, vjerovatno će ovo biti prva supstanca o kojoj biste trebali razmišljati.

Slična logika se koristi za jednadžbe reakcije u kiselim i neutralnim medijima. U prvom slučaju potrebno je dodati formulu vode na desnu stranu, u drugom - kalijev hidroksid:

KMnO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 3 \u003d MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,
KMnO 4 + H 2 O + K 2 SO 3 \u003d MnO 2 + K 2 SO 4 + KOH.

Raspored koeficijenata za iskusne mlade hemičare ne bi trebao izazvati ni najmanju poteškoću. Konačan odgovor:

2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5K 2 SO 3 \u003d 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 3H 2 O,
2KMnO 4 + H 2 O + 3K 2 SO 3 \u003d 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH.

U narednom dijelu govorit ćemo o proizvodima redukcije hromata i dihromata, o dušičnoj i sumpornoj kiselini.

Rad se sastoji iz dva dela:
- 1. dio - zadaci sa kratkim odgovorom (26 - osnovni nivo, 9 napredni),
- 2. dio - zadaci sa detaljnim odgovorom (5 zadataka visokog nivoa).
Maksimalan broj primarnih poena je ostao isti: 64.
Međutim, neke promjene će biti napravljene.:

1. U zadacima osnovnog nivoa složenosti(bivši dio A) će uključivati:
a) 3 zadatka (6,11,18) sa višestrukim izborom (3 od 6, 2 od 5)
b) 3 zadatka sa otvorenim odgovorom (proračunski problemi), tačan odgovor će biti rezultat proračuna, napisano sa određenim stepenom tačnosti;
Kao i ostali zadaci osnovnog nivoa, ovi zadaci će vrijediti 1 primarni bod.

2. Zadaci naprednog nivoa (bivši dio B) će biti predstavljeni u jednoj vrsti: zadaci usklađenosti. Oni će biti ocijenjeni sa 2 boda (ako postoji jedna greška - 1 bod);

3. Sa zadataka osnovnog nivoa na napredni, pitanje je prebačeno na temu: "Reverzibilne i nepovratne hemijske reakcije. Hemijska ravnoteža. Pomeranje ravnoteže pod uticajem različitih faktora".
Međutim, pitanje jedinjenja koja sadrže azot biće ispitano na osnovnom nivou.

4. Vrijeme objedinjenog ispita iz hemije biće povećano sa 3 sata na 3,5 sata(od 180 do 210 minuta).

Razgovarali smo o opštem algoritmu za rešavanje problema br. 35 (C5). Vrijeme je da analiziramo konkretne primjere i ponudimo vam izbor zadataka za samostalno rješavanje.

Primjer 2. Potpuna hidrogenacija 5,4 g nekog alkina troši 4,48 litara vodonika (n.a.) Odredite molekulsku formulu ovog alkina.

Rješenje. Postupaćemo u skladu sa generalnim planom. Neka nepoznata molekula alkina sadrži n atoma ugljika. Opća formula homolognog niza C n H 2n-2 . Hidrogenacija alkina se odvija u skladu sa jednačinom:

C n H 2n-2 + 2N 2 = C n H 2n+2.

Količina reagovanog vodonika može se naći po formuli n = V/Vm. U ovom slučaju, n = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol.

Jednadžba pokazuje da 1 mol alkina dodaje 2 mola vodika (podsjetimo da je u stanju problema o kojem govorimo kompletan hidrogenacije), dakle, n (C n H 2n-2) = 0,1 mol.

Po masi i količini alkina nalazimo njegovu molarnu masu: M (C n H 2n-2) = m (masa) / n (količina) = 5,4 / 0,1 = 54 (g / mol).

Relativna molekulska težina alkina sastoji se od n atomskih masa ugljika i 2n-2 atomske mase vodonika. Dobijamo jednačinu:

12n + 2n - 2 = 54.

Rješavamo linearnu jednadžbu, dobivamo: n = 4. Alkinska formula: C 4 H 6.

Odgovori: C 4 H 6 .

Želeo bih da skrenem pažnju na jednu značajnu tačku: molekularna formula C 4 H 6 odgovara nekoliko izomera, uključujući dva alkina (butin-1 i butin-2). Na osnovu ovih problema nećemo moći nedvosmisleno utvrditi strukturnu formulu ispitivane supstance. Međutim, u ovom slučaju to nije potrebno!

Primjer 3. Sagorevanjem 112 l (n.a.) nepoznatog cikloalkana u višku kiseonika nastaje 336 l CO 2. Postavite strukturnu formulu cikloalkana.

Rješenje. Opšta formula za homologni niz cikloalkana je: C n H 2n. Potpunim sagorijevanjem cikloalkana, kao i sagorijevanjem bilo kojeg ugljikovodika, nastaju ugljični dioksid i voda:

C n H 2n + 1,5n O 2 \u003d n CO 2 + n H 2 O.

Napomena: koeficijenti u jednadžbi reakcije u ovom slučaju zavise od n!

Tokom reakcije nastalo je 336 / 22,4 \u003d 15 mola ugljičnog dioksida. 112/22,4 = 5 mola ugljovodonika ušlo je u reakciju.

Dalje razmišljanje je očigledno: ako se 15 mola CO 2 formira na 5 mola cikloalkana, tada se formira 15 molekula ugljičnog dioksida na 5 molekula ugljovodonika, tj. jedan molekul cikloalkana daje 3 molekula CO 2. Kako svaki molekul ugljičnog monoksida (IV) sadrži jedan atom ugljika, možemo zaključiti da jedan molekul cikloalkana sadrži 3 atoma ugljika.

Zaključak: n \u003d 3, formula cikloalkana je C 3 H 6.

Kao što vidite, rješenje ovog problema se ne "uklapa" u opći algoritam. Ovdje nismo tražili molarnu masu spoja, nismo pravili nikakvu jednačinu. Prema formalnim kriterijima, ovaj primjer nije sličan standardnom C5 problemu. Ali gore, već sam naglasio da je važno ne zapamtiti algoritam, već razumjeti ZNAČENJE izvršenih radnji. Ako shvatite značenje, sami ćete moći promijeniti opću shemu na ispitu, odabrati najracionalniji način da ga riješite.

U ovom primjeru postoji još jedna "čudnost": potrebno je pronaći ne samo molekularnu, već i strukturnu formulu spoja. U prethodnom zadatku to nismo uspjeli, ali u ovom primjeru - molim! Činjenica je da formula C 3 H 6 odgovara samo jednom izomeru - ciklopropanu.

Odgovori: ciklopropan.

Primjer 4. 116 g nekog limitirajućeg aldehida je dugo zagrijavano s otopinom amonijaka srebrnog oksida. Tokom reakcije nastalo je 432 g metalnog srebra. Postavite molekularnu formulu aldehida.

Rješenje. Opšta formula za homologni niz graničnih aldehida je: C n H 2n+1 COH. Aldehidi se lako oksidiraju u karboksilne kiseline, posebno pod djelovanjem amonijačne otopine srebrnog oksida:

C n H 2n + 1 COH + Ag 2 O \u003d C n H 2n + 1 COOH + 2Ag.

Bilješka. U stvarnosti, reakcija je opisana složenijom jednadžbom. Kada se Ag 2 O doda vodenom rastvoru amonijaka, nastaje kompleksno jedinjenje OH - diamin srebro hidroksid. To je jedinjenje koje djeluje kao oksidant. Tokom reakcije nastaje amonijumova so karboksilne kiseline:

C n H 2n + 1 COH + 2OH \u003d C n H 2n + 1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

Još jedna važna tačka! Oksidacija formaldehida (HCOH) nije opisana gornjom jednačinom. Kada HCOH reagira s amonijačnom otopinom srebrnog oksida, oslobađa se 4 mola Ag na 1 mol aldehida:

NCOH + 2Ag 2 O \u003d CO 2 + H 2 O + 4Ag.

Budite oprezni pri rješavanju problema vezanih za oksidaciju karbonilnih spojeva!

Vratimo se na naš primjer. Po masi oslobođenog srebra možete pronaći količinu ovog metala: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). U skladu s jednačinom, na 1 mol aldehida nastaje 2 mola srebra, dakle, n (aldehid) = 0,5n (Ag) = 0,5 * 4 = 2 mol.

Molarna masa aldehida = 116/2 = 58 g/mol. Pokušajte sami napraviti sljedeće korake: trebate napraviti jednačinu, riješiti je i izvući zaključke.

Odgovori: C 2 H 5 COH.

Primjer 5. Kada 3,1 g nekog primarnog amina reaguje sa dovoljnom količinom HBr, nastaje 11,2 g soli. Postavite formulu amina.

Rješenje. Primarni amini (C n H 2n + 1 NH 2) u interakciji s kiselinama formiraju alkilamonijeve soli:

C n H 2n+1 NH 2 + HBr = [C n H 2n+1 NH 3] + Br - .

Nažalost, po masi amina i nastale soli nećemo moći pronaći njihove količine (jer su molarne mase nepoznate). Hajdemo drugim putem. Prisjetimo se zakona održanja mase: m(amin) + m(HBr) = m(sol), dakle, m(HBr) = m(sol) - m(amin) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Obratite pažnju na ovu tehniku, koja se vrlo često koristi u rešavanju C 5. Čak i ako masa reagensa nije eksplicitno data u uslovu zadatka, možete je pokušati pronaći iz masa drugih jedinjenja.

Dakle, vratili smo se u mainstream standardnog algoritma. Po masi bromovodonika nalazimo količinu, n(HBr) = n(amin), M(amin) = 31 g/mol.

Odgovori: CH 3 NH 2 .

Primjer 6. Određena količina alkena X u interakciji sa viškom hlora formira 11,3 g dihlorida, a kada reaguje sa viškom broma, 20,2 g dibromida. Odredite molekulsku formulu X.

Rješenje. Alkeni dodaju hlor i brom da formiraju dihalogene derivate:

C n H 2n + Cl 2 \u003d C n H 2n Cl 2,

C n H 2n + Br 2 \u003d C n H 2n Br 2.

Besmisleno je u ovom problemu pokušavati pronaći količinu dihlorida ili dibromida (njihove molarne mase su nepoznate) ili količine hlora ili broma (njihove mase nisu poznate).

Koristimo jednu nestandardnu tehniku. Molarna masa C n H 2n Cl 2 je 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M (C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

Poznate su i mase dihalida. Možete pronaći količinu dobivenih tvari: n (C n H 2n Cl 2) = m / M = 11,3 / (14n + 71). n (C n H 2n Br 2) \u003d 20,2 / (14n + 160).

Po dogovoru, količina dihlorida je jednaka količini dibromida. Ova činjenica nam daje priliku da napravimo jednačinu: 11,3 / (14n + 71) = 20,2 / (14n + 160).

Ova jednačina ima jedinstveno rješenje: n = 3.

Odgovori: C 3 H 6

U završnom dijelu nudim vam izbor zadataka tipa C5 različite složenosti. Pokušajte ih sami riješiti - bit će to odlična vježba prije polaganja ispita iz hemije!

Razgovarali smo o opštem algoritmu za rješavanje Zadatka C5. Vrijeme je da analiziramo konkretne primjere i ponudimo vam izbor zadataka za samostalno rješavanje.