і отримати безкоштовне
свідоцтво про публікацію
! В а ж л и в о
Предмети »
  • Всеосвіта
  • Бібліотека
  • Хімія
  • Розв'язання ускладнених розрахункових задач та задач олімпіадного типу при підготовці дітей до I,IIта III етапів Всеукраїнської олімпіади з хімії

Розв'язання ускладнених розрахункових задач та задач олімпіадного типу при підготовці дітей до I,IIта III етапів Всеукраїнської олімпіади з хімії

Перегляд
матеріалу
Отримати код Поділитися

Методика розв’язування розрахункових задач

Систематичне розв'язування задач сприяє досягненню глибоких і міцних знань, свідомих і стійких умінь, сприяє розвиткові логічного мислення учнів.

Завдання учителя — переконати учнів, що головне в розв'язуванні задач полягає не в тому, щоб визначити, до якого типу належить задача і за яким зразком її розв'язувати, а розв'язок з пошуком своїх підходів до задачі з різних позицій.

Ефективним є поетапне формування в учнів уміння розв'язувати розрахункові задачі. Воно полягає в тому, що спочатку розбирають зразок задачі, форму запису. Потім учні повторюють показані дії. Наступним кроком є закріплення виконаних дій шляхом розв'язування аналогічних задач та обернених до них. Пізніше, коли учні навчилися розв'язувати типові задачі, починають етап розвитку вмінь, який реалізується шляхом розв'язування складніших (на кілька дій), комбінованих задач, розв'язування задач кількома способами.

Спочатку виробляють в учнів уміння розв'язувати прості задачі (проста — задача, під час розв'язання якої актуалізується один елемент знань і один спосіб дій), потім складні (складна — задача, під час розв'язання якої актуалізується кілька елементів умінь та способів дій) і наступним етапом є розв’язування комбінованих (комбінована — задача, під час розв'язання якої актуалізуються кілька різних елементів знань і способів дій).

Як було сказано вище, слід намагатися розв'язок задачі подати декількома способами, враховуючи мислення дітей.

Наприклад:

Залізну пластинку, яка важить 100 г, занурили в розчин мідного купоросу. Коли пластинка вкрилась міддю, її промили, висушили ізнову зважили. Їївагадорівнювала 101,3 г. Обчисліть, яка маса міді осіла на пластинці.

І спосіб

За умовою: Δ m = 101,3 г-100г = 1,3г

За рівнянням: Δ Мr = 64 г - 56 г = 8 г.

Згідно з рівнянням реакції,якщов реакцію вступає 1 моль Fе,то маса пластинки збільшується на 8 г, записуємо:

Згідно з умовою: υ(Fе) = υ (Сu) =0,1625 (моль), тоді

m(Сu)= 0,1625 моль•64 г/моль = 10,4 г.

ІІ спосіб

Збільшення маси пластинки можна записати так:

Якщо в результаті реакції на пластинці осідає 64 г міді, то маса пластинки збільшується на 8 г:

64 г (Сu) - на 8 г

х г (Сu) — на 1,3 г

х = (64 г•1,3г): 8 г = 10,4г.

Відповідь: 10,4 г.

ТЕМА: Розв’язування розрахункових задач підвищеної складності за курс хімії 9 класу

Пояснення розв’язування задач

  1. Газ, добутий унаслідок дії розведеної хлоридної кислоти на кристалічний ферум (ІІ) сульфід, пропустили крізь розчин алюміній хлориду. Маса осаду становила 1,56 г. Визначте масу алюміній хлориду в розчині.

Варіант розв’язку:

FеS+2НС1=FеС122S (1)

3H2S+2А1С13=А12S3+6НС1 (2)

У результаті гідролізу А12S3 утворюється осад А1(ОН)3:

А12S3+6НОН=2А1(ОН)3↓+3Н2S. (3)

Кількість речовини А1(ОН)3:

ν=m / М;

v(Аl(ОН)3) = 1,56 г: 78 г/моль = 0,2 моль.

З рівняння (3) та (2):

v (А1(ОН)3):v(Al2S3): vАlСl3) = 2:1:2=0,2:0,1 :0,2.

v(А1С13)= 0,2 моль;

т (АlСl3) = 0,2 моль • 133,5 г/моль = 26,7 г.

Відповідь: m(А1С13)= 26,7г.

2. Суміш водню з киснем об'ємом 40 мл спалили в евдіометрі. Суміш газів, що утворилися, не горить і займає об'єм 28 мл. Визначте склад вихідної та добутої суміші за умови, що вода перебуває в паруватому стані, а всі об'єми виміряно за однакових умов.

Варіант розв’язку:

2 + О2 = 2Н2О.

Зміна об'єму до та після реакції становить 40 мл -28 мл = 12 мл.

Це відповідає зміні кількості речовин до та після реакції: 2+1-2=1 (моль).

Якщо утворена суміш не горить, то в надлишку був кисень.

Тобто об'єм вихідної суміші складається з: V(Н2)=2•12мл=24мл,

V(О2)прореаг =1. 12 мл = 12 мл.

V (О2)залишився = V сум – V(Н2) – V(О2)прореаг= 40 мл – 36 мл = 4 мл.

Об'єм добутої суміші становить:

V(Н2О) = 2 • 12 = 24 (мл), V(О2) = 4 мл.

Відповідь: вихідна суміш: V(Н2) = 24 мл,V(О2) = 16 мл;

добута суміш: V(Н2О) = 24 мл, V(О2) = 4 мл.

3. Яку масу манган(ІV) оксиду і яку масу розчину хлоридної кислоти з масовою часткою гідроген хлориду 3,65 % потрібно взяти для добуван-ня хлору, що може витіснити з розчину калій йодиду йод масою 25,4г?

Варіант розв’язку:

МnО2+4НС1=МnСl2+Сl22О; (1)

Сl2+ 2KI = I2 + 2KCl (2)

Кількість речовини йоду:

v2) = т: М = 25,4 г: 127 г/моль= 0,2 моль.

З рівняння (2):

v(I2): v(Сl2) = 1:1 = 0,2:0,2.

З рівняння (1):

v (Сl2): v(МnО2): v(HC1) = 1:1:4 = 0,2:0,2:0,8.

Звідси:

т (МnО2) =v. М= 0,2 моль • 87 г/моль = 17,4 г.

т (НС1) = 0,8 моль • 36,5 г/моль = 29,2 г.

Визначимо масу розчину хлоридної кислоти:

w= mреч: mрозч; mрозч (HC1) = mречw= 29,2 г: 0,0365 = 800 г.

Відповідь: m (МnО2)= 17,4г; mрозч(НС1) = 800г

ТЕМА: Розв’язування розрахункових задач підвищеної складності за курс хімії 10 класу

Пояснення розв’язування задач

1. Суміш амоніаку, кисню, азоту і вуглекислого газу займала об'єм 15л. Після спалювання без каталізатора при температурі, меншій від 2000 °С, і приведення до н. у. суміш не містила кисню, а її об'єм зменшився на 5,6 л. При пропусканні вихідної суміші того самого об'єму крізь вапняну воду отримали осад масою 20 г.Визначте об'єми газів у вихідній суміші. Всі об'єми виміряно за однакових умов.

Розв'язування

СО2+ Са(ОН)2 = СаСО3 ↓ = Н2О

Кількість речовини вуглекислого газу: у=т:М;

v (СаСО3) = 20 г: 100 г/моль = 0,2 моль;

v (СО2): v(СаСО3) = 1:1 = 0,2 :0,2;

v(СО2)= 0,2 моль;

V=v.Vт;

V(СО2) = 2,24 л/моль • 0,2 моль = 4,48 л.

Азот з киснем реагують при температурі близько 3 000 °С. При температурі, меншій від 2000 °С, і без каталізатора, згоряє амоніак:

4NH3 + 3О2 = 2N2+6Н2О. (1)

Після приведення продуктів реакції до н. у. в газовій фракції залишається N2 .

Зменшення кількості речовин газів до і після реакції становить:

Δv= 4+3-2 = 5 (моль), що відповідає зменшенню об'єму на 5,6 л;

Δv= 5 моль; ΔV = 5,6л.

Значить, на один моль припадає 1,12л:

5,6:5= 1,12(л).

З рівняння (1):

Vдо реакції (NН3) = 4.1,12 л = 4,48л.

Оскільки весь кисень згорів, то з рівняння (1);

V(O2) = 3 . 1,12л = 3,36л;

Vсум = V(NН3) + V(O2) +V(СО2) + V(N2);

Vдо реакції (N2 ) = 15л - V(СО2) - V(O2) – V(NН3) =

= 15 л - 4,48 л - 3,36л - 4,48 л = 2,68л.

Відповідь: V(СO2)= 4,48л; V(O2) = 3,36л; V(NH3) = 4,48 л;

V (N2) = 2,68л.

2. У розчин, що містить 10,35 г йонів металу, занурили цинкову пластинку масою 50 г. Після повного виділення металу на пластинці її маса збільшилась на 14,2 %. Визначте метал.

Розв'язування

Після Цинку в електрохімічному ряді напруг розміщуються одно-, дво-, і тривалентні метали. Можливі реакції:

2Ме+1 + Zn0 = 2Мeо+Zn+2; (1)

Ме+2 + Zn° = Ме° + Zn+2; (2)

2Me+3 +3Zn0 = 2Me0 + 3Zn+2. (3)

Збільшення маси пластинки після реакції:

Δm = 50г . 14,2 / 100 = 7,1 г;

Δт = m(Ме), що осів на пластинці, - т (Zn), що прореагував;

Δm = m(Ме)-m(Zn) = 7,1г. (4)

З рівняння (1) для одновалентного металу:

v(Ме): v(Zn) =2:1; v (Ме) = 10,35 : Ar(Ме); v(Zn) = 10,35:2Ar(Ме);

m(Zn) = v. Ar(Zn); m(Zn) = 10,35 . 65 / 2Ar(Ме);

З рівняння (4):

10,35-(10,35-65/2Ar(Ме)) = 7,1;

Ar(Мe) = 103,5.

Одновалентного металу з такою відносною атомною масою немає.

З рівняння (2) для двовалентного металу:

v(Ме):v(Zn)= 1:1; v (Ме) = 10,35 : Ar(Ме) = v(Zn);

m(Zn) = 10,35. 65/Ar(Ме).

Підставляємо в рівняння (4);

10,35 - (10,35 • 65 / Аr (Мe)) = 7,1;

Ar(Мe) = 207; Ar(Рb) = 207.

З рівняння (3): Ar(Ме) = 310,5. Металу з такою відносною атомною масою немає.

В і д п о в і д ь: у розчині були йони Плюмбуму.

3. Крізь 1 М розчин ортофосфатної кислоти об'ємом 500 мл про-пустили гази, добуті при термічному розкладі суміші амоній сульфату (масова частка 0,4975) і амоній нітрату (масова частка 0,5025) масою 79,6 г. Визначте склад і масу добутих солей.

Розв'язування

(NH4)2SO4 = 2NН3 + Н2SO4; (1)

NH43 = N2О + 2Н2О. (2)

Нітроген (І) оксид не реагує ні з водою, ні з кислотами, ні з лугами.

З ортофосфатною кислотою реагує амоніак.

Кількість речовини (NH4)2SO4:

wреч = mреч : mсум; mреч = w. mсум;

т ((NН4)2SO4) = 0,4975 • 79,6 = 39,6 г;

v = m : M;

v((NH4)2SO4) = 39,6 г:132г/ моль =0,3 моль.

З рівняння (1):

v ((NН4)2SO4: v (NН3) = 1: 2 = 0,3 : 0,6;

v(NH3) = 0,6 моль.

Кількість речовини ортофосфатної кислоти в розчині:

C = v:V; v = CV;

v3РО4) = 1 моль /л . 0,5 л = 0,5 моль.

NH3 реагує з Н3РО4 у співвідношенні:

v (NH3) : v3РО4) = 0,6 :0,5 = 6 : 5.

Це відповідає рівнянню:

6NН3 + 5Н3РО4 = (NН4)2НРО4+4NН4Н2РО4.

Звідси:

v((NН4)2НРО4) = 0,1 моль;

v(NН4Н2РО4) = 0,4 моль;

m ((NН4)2РO4) =0,1 моль .132 г/моль = 13,2г;

m(NH4H2РО4) = 0,4 моль • 115 г/моль = 46 г.

Відповідь: m ((NН4)2РO4) = 13,2г; m(NH4H2РО4) = 46г.

ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Правило Вант-Гоффа — емпіричне правило, яке дозволяєоцінитивпливтемператури на швидкістьпротікання хімічноїреакції в невеликому температурному інтервалі (зазвичайвід 0 °C до 100 °C). Я. Г. Вант-Гофф на основібагатьохекспериментівсформулювавнаступне правило:

При збільшеннітемператури на кожні 10 градусів константа швидкостігомогенноїелементарноїреакціїзбільшується в два-чотири рази.

{\displaystyle \gamma =\left({\frac {v_{2}}{v_{1}}}\right)^{10/(T_{2}-T_{1})}}

Розв’язуваннятипових задач

Реакція при температурі 50° С відбувається за 2 хв 15 с. За який час закінчитьсяцяреакція при температурі 70°С, якщо в даному температурному інтервалітемпературнийкоефіцієнтшвидкостіреакціїдорівнює 3?

Розв’язання.Іззбільшеннямтемпературивід 50 до 70°С швидкістьреакціївідповідно до правила Вант-Гоффа збільшується:

де t2 = 70°С, t1 = 50°С, а v(t2) і v(t1) — швидкостіреакції за даних температур. Маємо:

тобтошвидкістьзбільшується в 9 разів.Згідно з визначеннямшвидкістьреакціїоберненопропорційна часу перебігуреакції (тривалості), отже:

де τ (t1) і τ (t2) — час перебігуреакціїза температур t1 і t2.Звідсимаємо:

Враховуючи, що х (t1) = 135 с (2 хв 15 с), визначаємо час перебігуреакції при температурі t2:

Задачі для самостійного розв’язання

Задача 1

На скільки градусів потрібно підвищити температуру, щоб швидкість реакції зросла в 27 разів? Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3.

 Розв’язування задач на обчислення теплового ефекту реакції

Перебіг багатьох реакцій супроводжується виділенням або поглинанням теплоти.

Кількість теплоти виділеної або поглинутої теплоти в процесі хімічних реакцій називається тепловим ефектом реакції.

Теплові ефекти хімічних процесів вивчає галузь хімії – термохімія.

Хімічні реакції, що супроводжуються виділенням теплоти у навколишнє середовище, називаються екзотермічними.

Хімічні реакції, що супроводжуються поглинанням теплоти із зовнішнього середовища, називаються ендотермічними.

Хімічні рівняння, в яких зазначено тепловий ефект реакції, називаються термохімічними.

Наприклад, рівняння екзотермічних реакцій:

N2 +3H2 = 2NH3 + 92 кДж;

N2 + O2 = 2NO + 180,8 кДж;

Рівняння ендотермічних реакцій :

CO2 + C = 2CO – 173 кДж;

H2 + Cl2 = 2HCl – 184,6 кДж;

Кількість теплоти, що виділяється або поглинається під час утворення 1 моль хімічної сполуки із простих речовин, називається теплотою утворення даної сполуки.

Кількість теплоти, що виділяється під час згорання 1 моль речовини, називається теплотою згоряння.

Кількість теплоти, що виділяється під час хімічних реакцій, прямо пропорційна кількості речовини, що бере участь у хімічних реакціях:

Q = n * Qm

Де Q – кількість теплоти, n – кількість речовини, Qm - тепловий ефект реакції.

Одиницею вимірювання теплового ефекту реакції є джоуль на моль (Дж/моль) або кілоджоуль на моль (кДж/моль).

Задачі з використанням стехіометричних схем
Усі речовини з будь-якими хімічними і фізичними властивостями утворюють сполуки і вступають у хімічні перетворення в чітко визначних кількісних (масових або об’ємних) відношеннях. Ці відношення називають стехіометричними, а розділ хімії, що їх вивчає – стехіометрією*.
Розрахунки стехіометричних відношень базуються на фундаментальних хімічних законах:
• збереження маси та енергії;
• сталості складу;
• еквівалентів;
• кратних відношень
• об’ємних відношень;
• Авогадро.
Розглянемо їх докладніше.
Задача 4. Твердий продукт, який отримали внаслідок прожарювання кальцій карбонату розчинили в надлишку води. Отриманий розчин при взаємодії з сульфур (IV) оксидом утворює 101 г кальцій гідрогенсульфіту. Розрахуйте вихідну масу кальцій карбонату та об’єм газу, що виділився.
Аналізуючи дану задачу виділяємо три хімічні процеси: розклад кальцій карбонату, взаємодія кальцій оксиду з водою, взаємодія кальцій гідроксиду з сульфур (IV) оксидом. Тобто, дана задача відноситься до розрахункових задач типу: «Розрахунки за рівняннями послідовних реакцій».
(використання стехіометричної схеми)
Алгоритм задачі:
• складаємо загальну стехіометричну схему всіх процесів;
• знаходимо масу кальцій карбонату CaCO3;
• знаходимо об’єм вуглекислого газу CO2.
Розв’язання:
CaCO3 = CaO + CO2↑
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2SO2 = Ca(HSO3)2
Так як весь Кальцій, що міститься у вихідному кальцій карбонаті перетворюється в кальцій гідрогенсульфіт, то по даному елементу можна скласти стехіометричну схему. Аналогічно, весь Карбон переходить у вуглекислий газ, тому:
x л y г 101 г
CO2 ← CaCO3 → Ca(HSO3)2
22,4 л 100 г 202 г
x : 22,4 = 101 : 202;
x = 22,4 ∙ 101 / 202;
x = 11,2 л;
y : 100 = 101 : 202:
y = 100 ∙ 101 / 202 = 50 г.
Відповідь: вихідна маса кальцій карбонату рівна 50 г, об’єм вуглекислого газу, що виділиться становить 11,2 л.
Висновки.
Методичною основою розв’язування розрахункових хімічних задач є єдність якісної і кількісної сторін хімічних явищ, тому в процесі виконання завдання дуже важливо обґрунтовувати хімічну частину, а потім тільки виконувати обчислення.
Як говорив американський математик Дьордь Пойа: «Вміння розв’язувати задачі – це мистецтво, якого набувають практикою».
Задача
Руда містить 10% халькопіриту ( СuFeS2) . З однієї тонни руди виплавляють 33 кг. Міді. Визначте масову частку виходу міді від теоретично можливого.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

Опис документу:
Систематичне розв'язування задач сприяє досягненню глибоких і міцних знань, свідомих і стійких умінь, сприяє розвиткові логічного мислення учнів.

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Курс:«Селф-коучинг (самонаставництво) як технологія професійного розвитку педагога Нової української школи»
Вікторія Вікторівна Сидоренко
36 годин
590 грн
295 грн

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти