Zadatak dijela a iz kemije. Kako riješiti probleme iz kemije, gotova rješenja

KORISTITI. Kemija. 1000 zadataka s odgovorima i rješenjima. Ryabov M.A.

M.: 2017. - 400 str.

Ovaj priručnik sadrži oko 1000 testova i zadataka iz kemije, pripremljenih na temelju popisa elemenata sadržaja testiranih na Jedinstvenom državnom ispitu iz kemije. Daju se rješenja testova i zadataka, a ponavljaju se odgovarajući dijelovi kolegija kemije. Priručnik omogućuje samostalno sastavljanje brojnih varijanti ispita u skladu s postojećim planom. Namijenjen je studentima koji se pripremaju za ispit iz kemije, profesorima kemije, roditeljima, te metodičarima i članovima prijemnih povjerenstava.

Format: pdf

Veličina: 4,4 MB

Pogledajte, preuzmite:drive.google

SADRŽAJ
Uvod 7
Popis elemenata sadržaja koji se provjeravaju na Jedinstvenom državnom ispitu iz kemije 7
1. TEORIJSKI OSNOVE KEMIJE 15
1.1. Moderne ideje o strukturi atoma 15
1.1.1. Struktura elektronskih ljuski atoma elemenata prva četiri razdoblja: S-, p- i d-elemenata.
Elektronska konfiguracija atoma. Osnovna i pobuđena stanja atoma 15
1.2. Periodični zakon i periodični sustav kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev 20
1.2.1. Obrasci promjena svojstava elemenata i njihovih spojeva po razdobljima i skupinama 20
1.2.2. Opće karakteristike metala glavnih podskupina skupina I-III u vezi s njihovim položajem u periodnom sustavu kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i strukturne značajke njihovih atoma 25
1.2.3. Karakterizacija prijelaznih elemenata - bakra, cinka, kroma, željeza - prema njihovom položaju u periodnom sustavu kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i osobitosti strukture njihovih atoma 29
1.2.4. Opće karakteristike nemetala glavnih podskupina IV-VII skupine u vezi s njihovim položajem
u periodnom sustavu kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev i strukturne značajke njihovih atoma.... 32
1.3. Kemijska veza i struktura tvari 37
1.3.1. Kovalentna kemijska veza, njezine vrste i mehanizmi nastanka. Karakteristike kovalentne veze (polaritet i energija veze). Jonska veza. Metalni spoj. Vodikova veza 37
1.3.2. Elektronegativnost. Oksidacijsko stanje i valencija kemijskih elemenata.44
1.3.3. Tvari molekularne i nemolekularne strukture. Vrsta kristalne rešetke. Ovisnost
svojstva tvari iz njihovog sastava i strukture 55
1.4. Kemijska reakcija 61
1.4.1. Klasifikacija kemijskih reakcija u anorganskoj i organskoj kemiji 61
1.4.2. Toplinski učinak kemijske reakcije. Termokemijske jednadžbe 68
1.4.3. Brzina reakcije, njezina ovisnost o različitim čimbenicima 71
1.4.4. Reverzibilne i nepovratne kemijske reakcije. kemijska ravnoteža. Pomicanje kemijske ravnoteže pod utjecajem različitih čimbenika 78
1.4.5. Elektrolitička disocijacija elektrolita u vodenim otopinama. Jaki i slabi elektroliti 88
1.4.6. Reakcije ionske izmjene 94
1.4.7. Hidroliza soli. Okruženje vodenih otopina: kiselo, neutralno, alkalno 100
1.4.8. Redox reakcije. Korozija metala i načini zaštite od nje 116
1.4.9. Elektroliza talina i otopina (soli, lužine, kiseline) 136
1.4.10. Ionski (pravilo V.V. Markovnikova) i radikalni mehanizmi reakcija u organskoj kemiji 146
2. ANORGANSKA KEMIJA 152
2.1. Klasifikacija anorganskih tvari.
Nomenklatura anorganskih tvari
(trivijalno i međunarodno) 152
2.2. Karakteristična kemijska svojstva jednostavnih tvari - metala: alkalija, zemnoalkalijskih, aluminija; prijelazni metali: bakar, cink, krom, željezo 161
2.3. Karakteristična kemijska svojstva jednostavnih nemetalnih tvari: vodik, halogeni, kisik, sumpor, dušik, fosfor, ugljik, silicij 167
2.4. Karakteristična kemijska svojstva oksida: bazični, amfoterni, kiseli 172
2.5. Karakteristična kemijska svojstva baza
i amfoterni hidroksidi 179
2.6. Karakteristična kemijska svojstva kiselina 184
2.7. Karakteristična kemijska svojstva soli: srednje, kisela, bazična; kompleks (na primjeru spojeva aluminija i cinka) 189
2.8. Odnos različitih klasa anorganskih tvari 196
3. ORGANSKA KEMIJA 209
3.1. Teorija strukture organskih spojeva: homologija i izomerija (strukturna i prostorna). Međusobni utjecaj atoma u molekulama 209
3.2. Vrste veza u molekulama organskih tvari. Hibridizacija atomskih orbitala ugljika.
Radikal. Funkcionalna grupa 215
3.3. Klasifikacija organskih tvari.
Nomenklatura organskih tvari
(trivijalno i međunarodno) 221
3.4. Karakteristična kemijska svojstva ugljikovodika: alkani, cikloalkani, alkeni, dieni, alkini, aromatski ugljikovodici (benzen i toluen) 231
3.5. Karakteristična kemijska svojstva zasićenih monohidratnih i polihidričnih alkohola; fenol 246
3.6. Karakteristična kemijska svojstva aldehida, zasićenih karboksilnih kiselina, estera 256
3.7. Karakteristična kemijska svojstva organskih spojeva koji sadrže dušik: amini i aminokiseline 266
3.8. Biološki važne tvari: masti, proteini, ugljikohidrati (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) 269
3.9. Odnos organskih spojeva 276
4. METODE ZNANJA IZ KEMIJE. KEMIJA I ŽIVOT....290
4.1. Eksperimentalni temelji kemije 290
4.1.1. Pravila za rad u laboratoriju. Laboratorijsko stakleno posuđe i oprema. Sigurnosna pravila za rad s kaustičnim, zapaljivim i otrovnim
tvari, kemikalije za kućanstvo 290
4.1.2. Znanstvene metode za proučavanje kemikalija i transformacija. Metode odvajanja smjesa i tvari za pročišćavanje 293
4.1.3. Određivanje prirode okoliša vodenih otopina tvari. Pokazatelji 296
4.1.4. Kvalitativne reakcije na anorganske tvari i ione 299
4.1.5. Identifikacija organskih spojeva 308
4.1.6. Glavne metode za dobivanje (u laboratoriju) specifičnih tvari koje pripadaju proučavanim klasama anorganskih spojeva 316
4.1.7. Glavne metode za dobivanje ugljikovodika (u laboratoriju) 320
4.1.8. Glavne metode za dobivanje spojeva koji sadrže kisik (u laboratoriju) 323
4.2. Opće ideje o industrijskim metodama za dobivanje najvažnijih tvari 326
4.2.1. Pojam metalurgije: opće metode dobivanja metala 326
4.2.2. Opća znanstvena načela kemijske proizvodnje (na primjeru industrijske proizvodnje amonijaka, sumporne kiseline, metanola). Kemijsko onečišćenje okoliša i njegove posljedice 329
4.2.3. Prirodni izvori ugljikovodika, njihova prerada 334
4.2.4. spojevi visoke molekularne težine. Reakcije polimerizacije i polikondenzacije. Polimeri.
Plastika, vlakna, gume 337
4.3. Proračuni po kemijskim formulama i jednadžbama reakcija 341
4.3.1. Proračun mase otopljene tvari sadržane u određenoj masi otopine s poznatim masenim udjelom 341
4.3.2. Proračuni volumnih omjera plinova u kemijskim reakcijama 348
4.3.3. Izračun mase tvari ili volumena plinova iz poznate količine tvari, mase ili volumena jedne od tvari koje sudjeluju u reakciji 351
4.3.4. Proračuni toplinskog učinka reakcije 357
4.3.5. Proračun mase (volumen, količina tvari) produkta reakcije, ako je jedna od tvari data u višku (ima nečistoće) 360
4.3.6. Proračuni 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 tvari....373
4.3.8. Proračuni masenog ili volumnog udjela prinosa reakcijskog produkta iz teoretski mogućeg 387
4.3.9. Proračuni masenog udjela (mase) kemijskog spoja u smjesi 393

Nastavljamo s raspravom o rješenju zadatka obrasca C1 (br. 30) koji će svakako izaći u susret svima koji će polagati ispit iz kemije. U prvom dijelu članka iznijeli smo opći algoritam za rješavanje problema 30, a u 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-ima koji se mogu susresti u problemu br. 30

Želio bih podsjetiti na nekoliko točaka vezanih uz koncept oksidacijskog stanja. Već smo primijetili da je konstantno oksidacijsko stanje karakteristično samo za relativno mali broj elemenata (fluor, kisik, alkalijski i zemnoalkalijski metali itd.) Većina elemenata može pokazivati različita oksidacijska stanja. Na primjer, za klor su moguća sva stanja od -1 do +7, iako su neparne vrijednosti najstabilnije. Dušik ima oksidaciona stanja od -3 do +5 itd.

Dva su važna pravila koja treba imati na umu.

1. Najviše oksidacijsko stanje elementa – nemetala, u većini slučajeva podudara se s brojem skupine u kojoj se ovaj element nalazi, a najniže oksidacijsko stanje = broj skupine – 8.

Na primjer, klor je u skupini VII, stoga je njegovo najviše oksidacijsko stanje = +7, a najniže - 7 - 8 = -1. Selen je u skupini VI. Najviše oksidacijsko stanje = +6, najniže - (-2). Silicij se nalazi u skupini IV; odgovarajuće vrijednosti su +4 i -4.

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

2. Metali nisu u stanju pokazati negativna oksidacijska stanja. To je vrlo važno s obzirom da više od 70% kemijskih elemenata čine metali.

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

Točan odgovor je: "Ne, ne može!" To je vrlo lako objasniti. Pogledajte položaj ovog elementa u periodnom sustavu. Mn je u skupini VII, stoga je njegovo NAJVIŠE oksidacijsko stanje +7. Kada bi Mn(+7) djelovao kao redukcijsko sredstvo, njegovo oksidacijsko stanje bi se povećalo (sjetite se definicije redukcijskog sredstva!), što je nemoguće jer već ima maksimalnu vrijednost. Zaključak: Mn(+7) može biti samo oksidacijsko sredstvo.

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

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

Opet negativan odgovor. Vjerojatno ste već pogodili što se ovdje događa. Selen je u skupini VI, njegovo NAJNIŽE oksidacijsko stanje je -2. Se (-2) ne može SKUPITI elektrone, tj. ne može biti oksidacijsko sredstvo. Ako Se(-2) sudjeluje 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 oksidacijskom stanju može djelovati u OVR samo kao redukcijsko sredstvo, a element s najvišim oksidacijskim stanjem može djelovati samo kao oksidant.

"Što ako element ima srednje oksidacijsko stanje?" - pitaš. 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 oksidacijskom stanju biti izrazito oksidacijsko sredstvo, au najnižem - jako redukcijsko sredstvo. U većini slučajeva to je istina. Na primjer, svi spojevi Mn(+7), Cr(+6), N(+5) mogu se klasificirati kao jaki oksidanti. No, na primjer, P(+5) i C(+4) je teško oporaviti. I gotovo je nemoguće natjerati Ca (+2) ili Na (+1) da djeluju kao oksidacijsko sredstvo, iako su, formalno gledano, +2 i +1 također najviša oksidacijska stanja.

Naprotiv, mnogi spojevi klora (+1) su moćni oksidanti, iako je oksidacijsko 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. Kisik u najnižem oksidacijskom stanju (-2) praktički ne pokazuje redukcijska svojstva, a Te (-2) je snažno redukcijsko sredstvo.

Vidimo da nije sve tako očito kako bismo željeli. U nekim slučajevima, sposobnost oksidacije – redukcije može se lako predvidjeti, u drugim slučajevima – samo trebate zapamtiti da je tvar X, recimo, dobro oksidacijsko sredstvo.

Čini se da smo konačno došli do popisa tipičnih oksidacijskih i redukcijskih sredstava. Želio bih da ne samo da "zapamtite" ove formule (iako bi to bilo lijepo!), nego i da možete objasniti zašto je ova ili ona tvar uvrštena u odgovarajući popis.

Tipični oksidanti

Jednostavne tvari - nemetali: F 2, O 2, O 3, Cl 2, Br 2.
Koncentrirana sumporna kiselina (H 2 SO 4), dušična kiselina (HNO 3) u bilo kojoj koncentraciji, hipoklorna kiselina (HClO), perklorna kiselina (HClO 4).
Kalijev permanganat i kalijev manganat (KMnO 4 i K 2 MnO 4), kromati i dikromati (K 2 CrO 4 i K 2 Cr 2 O 7), bizmutati (npr. NaBiO 3).
Oksidi kroma (VI), bizmuta (V), olova (IV), mangana (IV).
Hipoklorit (NaClO), klorati (NaClO 3) i perklorati (NaClO 4); nitrati (KNO 3).
Peroksidi, superoksidi, ozonidi, organski peroksidi, peroksi kiseline, sve ostale tvari koje sadrže -O-O- skupinu (na primjer, vodikov peroksid - H 2 O 2, natrijev peroksid - Na 2 O 2, kalijev superoksid - KO 2).
Ioni metala smješteni na desnoj strani naponskog niza: Au 3+ , Ag + .

Tipična redukcijska sredstva

Jednostavne tvari - metali: alkalne i zemnoalkalne, Mg, Al, Zn, Sn.
Jednostavne tvari - nemetali: H 2, C.
Metalni hidridi: LiH, CaH 2 , litij aluminij hidrid (LiAlH 4), natrijev 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.
Ugljični monoksid (CO).

Želio bih naglasiti nekoliko točaka:

Nisam si postavio za cilj navesti sve oksidirajuće i redukcijske agense. To nije moguće, niti je potrebno.
Ista tvar može djelovati u jednom procesu kao oksidacijsko sredstvo, au drugom kao unutar tijela.
Nitko ne može jamčiti da ćete na ispitu C1 sigurno susresti jednu od ovih tvari, ali vjerojatnost za to je vrlo velika.
Nije važno mehaničko pamćenje formula, već RAZUMIJEVANJE. Pokušajte sami testirati: napišite miješane tvari s dva popisa, a zatim ih pokušajte samostalno razdvojiti na tipične oksidacijske i redukcijske tvari. Vodite se razmatranjima o kojima smo raspravljali 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 zbrajati prave dijelove jednadžbi.

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 s lakoćom. Ako imate problema, ponovno pročitajte početak ovog članka, poradite na popisu tipičnih oksidansa.

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

Da, može, ako razumijete ŠTO SE DOGAĐA s tipičnim oksidantima u različitim uvjetima. Upravo to ćemo sada učiniti.

šesti korak: transformacije nekih oksidacijskih sredstava u različitim sredinama. "Sudbina" permanganata, kromata, dušične i sumporne kiseline

Dakle, ne samo da moramo znati prepoznati tipične oksidacijske agense, već i razumjeti u što se te tvari pretvaraju tijekom redoks procesa. Očito je da bez ovog razumijevanja nećemo moći ispravno riješiti problem 30. Situacija je komplicirana činjenicom da se produkti interakcije ne mogu jednoznačno specificirati. Besmisleno je pitati: "U što će se kalijev permanganat pretvoriti tijekom procesa redukcije?" Sve ovisi o mnogo razloga. Kod KMnO 4 glavna je kiselost (pH) medija. U načelu, priroda proizvoda za oporavak može ovisiti o:

koristi se tijekom procesa redukcije,
kiselost okoline,
koncentracije sudionika reakcije,
temperatura procesa.

Nećemo sada govoriti o utjecaju koncentracije i temperature (iako se znatiželjni mladi kemičari mogu prisjetiti da, na primjer, klor i brom različito djeluju s vodenom otopinom lužine na hladnom i kada se zagrijava). Usredotočimo se na pH medija i jačinu redukcijskog sredstva.

Informacije u nastavku trebale bi biti lako za pamćenje. Ne pokušavajte analizirati uzroke, samo SE ZAPAMTITE produkta reakcije. Uvjeravam vas, na ispitu iz kemije, ovo bi vam moglo dobro doći.

Produkti redukcije kalijevog 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 ...

Odluka. Na temelju popisa tipičnih oksidacijskih i redukcijskih sredstava zaključujemo da je oksidacijsko sredstvo u svim ovim reakcijama kalijev permanganat, a redukcijsko sredstvo kalijev sulfit.

H 2 SO 4 , H 2 O i KOH određuju prirodu otopine. 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 na Mn(II) sol, u drugom na manganov dioksid, u trećem na kalijev manganat. Dodajmo reakcijske jednadžbe:

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 + ...

Što se događa s kalijevim sulfitom? Pa, naravno, u sulfatu. Očito, 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) lako prelazi 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 su jednadžbe gotovo spremne. Ostaje dodati tvari koje nisu izravno uključene u OVR i urediti koeficijente. Usput, ako krenete od druge točke, 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)

Ispred formula KMnO 4 i K 2 MnO 4 stavljamo koeficijent 2; prije formula sulfita i kalijevog sulfata mislimo na koeficijent. jedan:

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

S desne strane vidimo 6 atoma kalija, s lijeve strane - zasad 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: s lijeve strane vidimo atome vodika, s desne strane nisu. Očito, 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 jednadžbu. Da, sve je super!

"Zanimljiv film!", primijetio je budni mladi kemičar. "Zašto ste dodali vodu u zadnjem koraku? A ako želim dodati vodikov peroksid ili samo H 2 ili kalijev hidrid ili H 2 S? Dodali ste vodu, jer jeste moraš to dodati ili ti se samo tako prohtjelo?"

Pa, idemo to shvatiti. Pa, prvo, mi, naravno, nemamo pravo dodavati tvari u jednadžbu reakcije po volji. Reakcija ide baš onako kako ide; kako je priroda namijenila. Naše simpatije i antipatije ne mogu utjecati na tijek procesa. Možemo pokušati promijeniti uvjete reakcije (povisiti temperaturu, dodati katalizator, promijeniti tlak), ali ako su uvjeti reakcije postavljeni, njezin 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 umjesto vode prisutne tvari koje ste naveli. Uvjeravam vas da to ni u kojem slučaju nećete moći učiniti.

Treće, opcije s H 2 O 2 , H 2 , KH ili H 2 S jednostavno su neprihvatljive u ovom slučaju iz jednog ili drugog razloga. Na primjer, u prvom slučaju mijenja se oksidacijsko stanje kisika, u drugom i trećem - vodika, a dogovorili smo se da će se oksidacijsko stanje promijeniti samo za Mn i S. U četvrtom slučaju sumpor je općenito djelovao kao oksidacijsko sredstvo. , a dogovorili smo se da S - redukcijsko sredstvo. Osim toga, malo je vjerojatno 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 tvar nastala) neizbježno bi ušao u p-cija s KOH. Kao što vidite, poznavanje kemije nam omogućuje da odbacimo ove stvari.

"Ali zašto voda?" - pitaš.

Da, jer, na primjer, u ovom procesu (kao i u mnogim drugim) voda djeluje kao otapalo. Jer, na primjer, ako analizirate sve reakcije koje ste napisali u 4 godine studija kemije, otkrit ćete da se H 2 O pojavljuje u gotovo polovici jednadžbi. Voda je općenito prilično "popularan" spoj u kemiji.

Shvatite, ne kažem da svaki put kada u problemu 30 trebate "negdje poslati vodik" ili "odnekud uzeti kisik", trebate zgrabiti vodu. No, vjerojatno će ovo biti prva tvar o kojoj biste trebali razmišljati.

Slična logika se koristi za jednadžbe reakcija 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 vrlo iskusne mlade kemičare ne bi trebao uzrokovati 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 sljedećem dijelu govorit ćemo o produktima redukcije kromata i bikromata, o dušičnoj i sumpornoj kiselini.

Rad se sastoji od dva dijela:
- 1. dio - zadaci s kratkim odgovorom (26 - osnovna razina, 9 napredna),
- 2. dio - zadaci s detaljnim odgovorom (5 zadataka visoke razine).
Maksimalan broj primarnih bodova ostao je isti: 64.
Međutim, bit će napravljene neke promjene.:

1. U zadacima osnovne razine složenosti(bivši dio A) uključivat će:
a) 3 zadatka (6,11,18) s višestrukim izborom (3 od 6, 2 od 5)
b) 3 zadatka s otvorenim odgovorom (proračunski problemi), točan odgovor ovdje će biti rezultat izračuna, napisano s određenim stupnjem točnosti;
Kao i drugi zadaci osnovne razine, ovi će zadaci vrijediti 1 primarni bod.

2. Zadaci napredne razine (bivši dio B) bit će predstavljeni u jednoj vrsti: zadaci usklađenosti. Ocjenjivat će se s 2 boda (ako postoji jedna greška - 1 bod);

3. Sa zadataka osnovne razine na napredni, pitanje je premješteno na temu: "Reverzibilne i nepovratne kemijske reakcije. Kemijska ravnoteža. Pomak ravnoteže pod utjecajem različitih čimbenika".
Međutim, pitanje spojeva koji sadrže dušik bit će ispitano na osnovnoj razini.

4. Vrijeme objedinjenog ispita iz kemije povećat će se sa 3 sata na 3,5 sata(od 180 do 210 minuta).

Raspravljali smo o općem algoritmu za rješavanje 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 vodika (n.a.) Odredite molekulsku formulu tog alkina.

Odluka. Postupit ćemo u skladu s generalnim planom. Neka nepoznata molekula alkina sadrži n ugljikovih atoma. Opća formula homolognog niza C n H 2n-2 . Hidrogenacija alkina se odvija u skladu s jednadžbom:

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

Količina vodika koja je reagirala može se naći formulom 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 uvjetu problema o kojem govorimo potpuni 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) \u003d m (masa) / n (količina) \u003d 5,4 / 0,1 \u003d 54 (g / mol).

Relativna molekulska masa alkina sastoji se od n atomskih masa ugljika i 2n-2 atomske mase vodika. Dobivamo jednadžbu:

12n + 2n - 2 = 54.

Rješavamo linearnu jednadžbu, dobivamo: n \u003d 4. Alkinska formula: C 4 H 6.

Odgovor: C 4 H 6 .

Želio bih skrenuti pozornost na jednu značajnu točku: molekularna formula C 4 H 6 odgovara nekoliko izomera, uključujući dva alkina (butin-1 i butin-2). Na temelju ovih problema nećemo moći jednoznačno utvrditi strukturnu formulu ispitivane tvari. Međutim, u ovom slučaju to nije potrebno!

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

Odluka. Opća formula za homologni niz cikloalkana je: C n H 2n. S potpunim izgaranjem cikloalkana, kao i pri izgaranju 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 ovise o n!

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

Daljnje rezoniranje je očito: ako na 5 mola cikloalkana nastaje 15 molova CO 2, tada na 5 molekula ugljikovodika nastaje 15 molekula ugljičnog dioksida, tj. jedna molekula cikloalkana daje 3 molekule CO 2. Budući da svaka molekula ugljičnog monoksida (IV) sadrži jedan atom ugljika, možemo zaključiti da jedna molekula cikloalkana sadrži 3 ugljikova atoma.

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 napravili nikakvu jednadžbu. Prema formalnim kriterijima, ovaj primjer nije sličan standardnom C5 problemu. Ali gore, već sam naglasio da je važno ne zapamtiti algoritam, već razumjeti ZNAČENJE izvedenih radnji. Ako razumijete značenje, sami ćete moći promijeniti opću shemu na ispitu, odabrati najracionalniji način rješavanja.

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.

Odgovor: ciklopropan.

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

Odluka. Opća 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 vodenoj otopini amonijaka, nastaje složeni spoj OH - diamin srebro hidroksid. Upravo taj spoj djeluje kao oksidant. Tijekom reakcije nastaje amonijeva sol 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 točka! Oksidacija formaldehida (HCOH) nije opisana gornjom jednadžbom. Kada HCOH reagira s otopinom amonijaka 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 uz oksidaciju karbonilnih spojeva!

Vratimo se našem primjeru. Po masi oslobođenog srebra možete pronaći količinu ovog metala: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). U skladu s jednadžbom nastaje 2 mola srebra na 1 mol aldehida, 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 jednadžbu, riješiti je i izvući zaključke.

Odgovor: C2H5 COH.

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

Odluka. Primarni amini (C n H 2n + 1 NH 2) u interakciji s kiselinama stvaraju 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 (budući da su molarne mase nepoznate). Idemo 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 pozornost na ovaj trik, koji se vrlo često koristi u rješavanju C 5. Čak i ako masa reagensa nije eksplicitno navedena u opisu problema, možete je pokušati pronaći iz masa drugih spojeva.

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

Odgovor: CH3NH2.

Primjer 6. Određena količina alkena X u interakciji s viškom klora stvara 11,3 g diklorida, a pri reakciji s viškom broma 20,2 g dibromida. Odredite molekulsku formulu X.

Odluka. Alkeni dodaju klor i brom da tvore 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.

U ovom problemu nema smisla pokušavati pronaći količinu diklorida ili dibromida (njihove molarne mase nisu poznate) ili količine klora 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) \u003d m / M \u003d 11,3 / (14n + 71). n (C n H 2n Br 2) \u003d 20,2 / (14n + 160).

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

Ova jednadžba ima jedinstveno rješenje: n = 3.

Odgovor: C 3 H 6

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

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