Трудные задания егэ по химии. Задание С1 на ЕГЭ по химии
МуниципальноЕ БЮДЖЕТНОЕ общеобразовательнОЕ учреждениЕ
«Средняя общеобразовательная школа № 37
с углублённым изучением отдельных предметов»
г. Выборг, Ленинградская область
«Решение расчётных задач повышенного уровня сложности»
(материалы по подготовке К ЕГЭ)
учитель химии
Подкладова Любовь Михайловна
2015 г.
Статистика проведения ЕГЭ свидетельствует, что примерно половина школьников справляется с половиной заданий. Анализируя итоги проверки результатов ЕГЭ по химии обучающихся нашей школы, я пришла к выводу, что необходимо усилить работу по решению расчётных задач, поэтому выбрала методическую тему «Решение задач повышенной сложности».
Задачи - особый вид заданий, требующий от обучающихся применения знаний в составлении уравнений реакций, иногда нескольких, составления логической цепочки в проведении расчётов. В результате решения из определенного набора исходных данных должны быть получены новые факты, сведения, значения величин. Если алгоритм выполнения задания заранее известен, оно превращается из задачи в упражнение, цель которых – превращение умений в навыки, доведение их до автоматизма. Поэтому на первых занятиях по подготовке обучающихся к ЕГЭ напоминаю о величинах и единицах их измерения.
Величина
Обозначение
Единицы измерения
в разных системах
г, мг, кг, т, …*(1г = 10 -3 кг)
л, мл, см 3 , м 3 , …
*(1мл = 1см 3 , 1 м 3 = 1000л)
Плотность
г/ мл, кг/ л, г/ л,…
Относительная атомная масса
Относительная молекулярная масса
Молярная масса
г/ моль, …
Молярный объём
V m или V M
л/моль, …(при н.у. – 22,4 л/моль)
Количество вещества
моль, кмоль, млмоль
Относительная плотность одного газа по другому
Массовая доля вещества в смеси или растворе
Объёмная доля вещества в смеси или растворе
Молярная концентрация
моль/ л
Выход продукта от теоретически возможного
Постоянная Авогадро
N A
6,02 10 23 моль -1
Температура
t 0 или
по шкале Цельсия
по шкале Кельвина
Давление
Па, кПа, атм., мм. рт. ст.
Универсальная газовая постоянная
8,31 Дж/моль∙ К
Нормальные условия
t 0 = 0 0 C или Т = 273К
Р = 101,3 кПа = 1атм = 760 мм. рт. ст.
Затем предлагаю алгоритм решения задач, который использую на протяжении нескольких лет в своей работе.
«Алгоритм решения расчётных задач».
V (р-ра) V (р-ра)
↓ρ ∙ V m / ρ
m (р-ра) m (р-ра)
↓m ∙ ω m / ω
m (в-ва) m (в-ва)
↓ m / M M ∙ n
n 1 (в-ва) -- по ур. р-ции. → n 2 (в-ва) →
V (газа) / V M ↓ n ∙ V M
V 1 (газа) V 2 (газа )
Формулы, используемые для решения задач.
n = m / M n (газа) = V (газа) / V M n = N / N A
ρ = m / V
D = M 1(газа) / M 2(газа)
D (H 2 ) = M (газа) / 2 D (возд.) = M ( газа) / 29
(М (Н 2 ) = 2 г/моль; М (возд.) = 29 г/моль)
ω = m (в-ва) / m (смеси или р-ра) = V (в-ва) / V (смеси или р-ра)
= m (практ.) / m (теор.) = n (практ.) / n (теор.) = V (практ.) / V (теор.)
С = n / V
М (смеси газов) = V 1 (газа) ∙ M 1(газа) + V 2 (газа) ∙ M 2(газа) / V (смеси газов)
Уравнение Менделеева – Клапейрона:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
Для сдачи ЕГЭ, где типы заданий достаточно стандартны (№24, 25, 26), обучающемуся нужно прежде всего показать знание стандартных алгоритмов вычислений, и только в задании №39 ему может встретиться задание с неопределенным для него алгоритмом.
Классификация химических задач повышенной сложности затруднена тем, что большинство из них – задачи комбинированные. Я разделила расчетные задачи на две группы.
1.Задачи без использования уравнений реакций. Описывается некоторое состояние вещества или сложной системы. Зная одни характеристики этого состояния, надо найти другие. Примером могут служить задачи:
1.1 Расчеты по формуле вещества, характеристикам порции вещества
1.2 Расчеты по характеристикам состава смеси, раствора.
Задачи встречаются в ЕГЭ - № 24. Для обучающихся решение таких задач не вызывает затруднений.
2. Задачи с использованием одного или нескольких уравнений реакций. Для их решения кроме характеристик веществ надо использовать и характеристики процессов. В задачах этой группы можно выделить следующие типы задач повышенной сложности:
2.1 Образование растворов.
1) Какую массу оксида натрия необходимо растворить в 33,8 мл воды, чтобы получить 4%-ный раствор гидроксида натрия.
Найти:
m (Na 2 O )
Дано:
V (H 2 O ) = 33.8 мл
ω (NaOH ) = 4%
ρ (H 2 O ) = 1 г/мл
М (NaOH ) = 40 г/моль
m (H 2 O) = 33.8 г
Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
1 моль 2моль
Пусть масса Na 2 O = x .
n (Na 2 O) = x/62
n (NaOH) = x/31
m (NaOH ) = 40x /31
m (р-ра) = 33.8 + x
0,04 = 40x /31∙ (33.8 + x )
x = 1,08, m (Na 2 O ) = 1,08 г
Ответ: m (Na 2 O ) = 1,08 г
2) К 200 мл раствора гидроксида натрия (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей щёлочи 20% добавили металлический натрий массой 69 г.
Какова массовая доля вещества в образовавшемся растворе?
Найти:
ω 2 (NaOH )
Дано:
V (NaO Н) р-ра = 200 мл
ρ (р-ра) = 1,2 г/мл
ω 1 (NaOH ) = 20%
m (Na ) = 69 г
М (Na ) =23 г/моль
Металлический натрий взаимодействует с водой в растворе щёлочи.
2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2
1 моль 2моль
m 1 (р-ра) = 200 ∙ 1,2 = 240 (г)
m 1 (NaOH ) в-ва = 240 ∙ 0,2 = 48 (г)
n (Na ) = 69/23 = 3 (моль)
n 2 (NaOH ) = 3 (моль)
m 2 (NaOH ) = 3 ∙ 40 = 120 (г)
m общ. (NaOH ) =120 + 48 = 168 (г)
n (Н 2) = 1,5 моль
m (H 2) = 3 г
m (р-ра после р-ции) = 240 + 69 – 3 = 306 (г)
ω 2 (NaOH ) = 168 / 306 = 0,55 (55%)
Ответ: ω 2 (NaOH ) = 55%
3) Какую массу оксида селена(VI ) следует добавить к 100 г 15%-ного раствора селеновой кислоты, чтобы увеличить её массовую долю вдвое?
Найти:
m (SeO 3)
Дано:
m 1 (H 2 SeO 4) р-ра = 100 г
ω 1 (H 2 SeO 4) = 15%
ω 2 (H 2 SeO 4) = 30%
М (SeO 3) =127 г/моль
М (H 2 SeO 4) =145 г/моль
m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 г
SeO 3 + H 2 O = H 2 SeO 4
1 моль 1моль
Пусть m (SeO 3) = x
n (SeO 3 ) = x/127 = 0.0079x
n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x
m 2 (H 2 SeO 4 ) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x
m общ . (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15
m 2 (р-ра) = 100 + х
ω (NaOH ) = m (NaOH ) / m (р-ра)
0,3 = (1.1455x + 1) /100 + x
x = 17,8, m (SeO 3 ) = 17,8 г
Ответ: m (SeO 3) = 17,8 г
2.2 Расчет по уравнениям реакций, когда одно из веществ находится в избытке/
1) К раствору, содержащему 9,84 г нитрата кальция, прибавили раствор, содержащий 9,84 г ортофосфата натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определите массы продуктов реакции и состав сухого остатка в массовых долях после выпаривания фильтрата, если считать, что образуются безводные соли.
Найти:
ω (NaNO 3)
ω (Na 3 PO 4)
Дано:
m (Сa (NO 3) 2)= 9,84 г
m (Na 3 PO 4)= 9,84 г
М (Na 3 PO 4) = 164 г/моль
М (Сa (NO 3) 2)=164 г/моль
М (NaNO 3) =85 г/моль
М (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 г/моль
2Na 3 PO 4 + 3 Сa(NO 3 ) 2 = 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4 ) 2 ↓
2 моль 3 моль 6 моль 1 моль
n (Сa(NO 3 ) 2 ) общ . = n (Na 3 PO 4 ) общ . = 9,84/164 =
Сa (NO 3) 2 0,06/3 < 0,06/2 Na 3 PO 4
Na 3 PO 4 взято в избытке,
расчёты проводим по n (Сa (NO 3) 2).
n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,02 моль
m (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 ∙ 0,02 = 6,2 (г)
n (NaNO 3) = 0,12 моль
m (NaNO 3) = 85 ∙ 0,12 = 10,2 (г)
В состав фильтрата входит раствор NaNO 3 и
раствор избытка Na 3 PO 4.
n прореаг. (Na 3 PO 4) =0,04 моль
n ост. (Na 3 PO 4) = 0,06 - 0,04 = 0,02(моль)
m ост. (Na 3 PO 4) = 164 ∙ 0,02 = 3,28 (г)
Сухой остаток содержит смесь солей NaNO 3 и Na 3 PO 4.
m (сух.ост.) = 3,28 + 10,2 = 13,48 (г)
ω (NaNO 3) = 10,2 / 13,48 = 0,76 (76%)
ω (Na 3 PO 4) = 24%
Ответ: ω (NaNO 3) = 76%, ω (Na 3 PO 4) = 24%
2) Сколько литров хлора выделится, если к 200 мл 35% - ной соляной кислоты
(ρ =1,17 г/мл) добавить при нагревании 26,1 г оксида марганца (IV ) ? Сколько г гидроксида натрия в холодном растворе прореагирует с этим количеством хлора?
Найти:
V (Cl 2)
m (NaO Н)
Дано:
m (MnO 2) = 26,1 г
ρ (HCl р-ра) = 1,17 г/мл
ω (HCl ) = 35%
V (HCl ) р-ра) = 200 мл.
М (MnO 2) =87 г/моль
М (HCl ) =36,5 г/моль
М (NaOH ) = 40 г/моль
V (Cl 2) = 6,72 (л)
m (NaOH ) = 24 (г)
MnO 2 + 4 HCl = MnCl 2 +Cl 2 + 2 H 2 O
1 моль 4моль 1 моль
2 NaO Н + Cl 2 = Na Cl+ Na ClO + H 2 O
2 моль 1 моль
n (MnO 2) =26.1 /87 = 0,3(моль)
m р-ра (НCl ) = 200 ∙ 1,17 = 234 (г)
m общ. (НCl ) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (г)
n (НCl ) = 81,9 /36,5 = 2,24(моль)
0,3 < 2.24 /4
НCl - в избытке, расчёты по n (MnO 2)
n (MnO 2) = n (Cl 2) =0,3 моль
V (Cl 2) = 0,3∙ 22,4 = 6,72 (л)
n (NaOH ) = 0,6 моль
m (NaOH ) = 0,6 ∙ 40 = 24 (г)
2.3 Состав раствора, полученного в ходе реакции.
1) В 25 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (ρ =1,28 г/мл) растворён оксид фосфора (V ), полученный при окислении 6,2 г фосфора. Какого состава образуется соль и какова её массовая доля в растворе?
Найти:
ω (соли)
Дано:
V (NaOH ) р-ра = 25 мл
ω (NaOH ) = 25%
m (Р) = 6,2 г
ρ (NaOH ) р-ра = 1,28 г/мл
М (NaOH ) = 40 г/моль
М (Р) =31 г/моль
М (Р 2 О 5) = 142 г/моль
М (NaH 2 РО 4) = 120г/моль
4Р + 5О 2 = 2 Р 2 О 5
4моль 2моль
6 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 3 РО 4 + 3 H 2 O
4 NaO Н + Р 2 О 5 = 2 Na 2 H РО 4 + H 2 O
n (Р) =6,2/31 = 0,2 (моль)
n (Р 2 О 5) = 0,1 моль
m (Р 2 О 5) = 0,1 ∙ 142 = 14,2 (г)
m (NaO Н) р-ра = 25 ∙ 1,28 = 32 (г)
m (NaO Н) в-ва =0,25 ∙ 32 = 8 (г)
n (NaO Н) в-ва = 8/40 = 0,2 (моль)
По количественному соотношению NaO Н и Р 2 О 5
можно сделать вывод, что образуется кислая соль NaH 2 РО 4.
2 NaO Н + Р 2 О 5 + H 2 O = 2 NaH 2 РО 4
2моль 1 моль 2моль
0,2моль 0,1 моль 0,2моль
n (NaH 2 РО 4) = 0,2 моль
m (NaH 2 РО 4) = 0,2 ∙ 120 = 24 (г)
m (р-ра после р-ции) = 32 + 14,2 = 46,2 (г)
ω (NaH 2 РО 4) = 24/ 46,2 = 0 52 (52%)
Ответ: ω (NaH 2 РО 4) = 52%
2) При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%
(ρ = 1,025 г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа (н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электролиза.
Найти:
m (Na 2 O )
Дано :
V (р-ра Na 2 SO 4) = 2л = 2000 мл
ω (Na 2 SO 4 ) = 4%
ρ (р- ра Na 2 SO 4 )=1 г/ мл
М (Н 2 O ) =18 г/моль
V (О 2) = 448 л
V М = 22,4 л/ моль
При электролизе сульфата натрия проходит разложение воды, на аноде выделяется газ кислород.
2 H 2 O = 2 H 2 + О 2
2 моль 1моль
n (О 2) = 448/22,4 = 20 (моль)
n (H 2 O ) = 40 моль
m (H 2 O ) разл. = 40 ∙ 18 = 720 (г)
m (р-ра до эл-за) = 2000 ∙ 1,025 = 2050 (г)
m (Na 2 SO 4) в-ва = 2050 ∙ 0,04 = 82 (г)
m (р-ра после эл-за) = 2050 – 720 = 1330 (г)
ω (Na 2 SO 4 ) = 82 / 1330 = 0,062 (6,2%)
Ответ: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2%)
2.4 В реакцию вступает смесь известного состава, необходимо найти порции затраченных реагентов, и /или полученных продуктов.
1) Определить объём смеси газов оксида серы (IV ) и азота, в которой содержится 20 % сернистого газа по массе, который надо пропустить через 1000 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы массовые доли солей, образующихся в растворе, стали одинаковыми.
Найти:
V (газов)
Дано:
m (NaOH ) = 1000 г
ω (NaOH ) = 4%
m (средней соли) =
m (кислой соли)
М (NaOH ) =40 г/моль
Ответ: V (газов) = 156,8
NaO Н + SO 2 = NaHSO 3 (1)
1 моль 1 моль
2NaO Н + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)
2 моль 1моль
m (NaOH ) в-ва = 1000 ∙ 0,04 = 40 (г)
n (NaOH ) = 40/40 = 1 (моль)
Пусть n 1 (NaOH ) = x , тогда n 2 (NaOH ) = 1 - x
n 1 (SO 2 ) = n (NaHSO 3 ) = x
M (NaHSO 3 ) = 104 x n 2 (SO 2 ) = (1 – x) / 2 = 0,5 ∙ (1 – x)
m (Na 2 SO 3) = 0,5 ∙ (1 – x ) ∙ 126 = 63 (1 – х)
104 x = 63 (1 – х)
х = 0,38 моль
n 1 (SO 2) =0,38 моль
n 2 (SO 2 ) = 0,31 моль
n общ . (SO 2 ) = 0,69 моль
m общ. (SO 2) = 0,69 ∙ 64 = 44,16 (г) – это составляет 20% от массы смеси газов. Масса газа азота составляет 80 %.
m (N 2) = 176,6 г, n 1 (N 2) = 176,6 / 28 = 6,31 моль
n общ. (газов)= 0,69 + 6,31 = 7 моль
V (газов) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (л)
2) При растворении 2,22 г смеси железных и алюминиевых опилок в 18,25%-ном растворе соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл) выделилось 1344 мл водорода (н.у.). Найдите процентное содержание каждого из металлов в смеси и определите объём соляной кислоты, который потребовался для растворения 2,22 г смеси.
Найти:
ω (Fe )
ω (Al )
V (HCl ) р-ра
Дано:
m (смеси) = 2,22 г
ρ (HCl р-ра) = 1,09 г/мл
ω (HCl ) = 18,25%
M (Fe ) = 56 г/моль
М (Al ) =27 г/моль
М (HCl ) =36,5 г/моль
Ответ: ω (Fe ) = 75.7%,
ω (Al ) = 24,3%,
V (HCl ) р-ра) = 22 мл.
Fe + 2HCl = 2 FeCl 2 + H 2
1 моль 2моль 1 моль
2Al + 6HCl = 2 AlCl 3 + 3H 2
2 моль 6 моль 3моль
n (Н 2) =1,344 /22.4 = 0.06 (моль)
Пусть m (Al ) = x , тогда m (Fe ) = 2,22 - х;
n 1 (Н 2) = n (Fe ) =(2.22 – x ) / 56
n (Al ) = х / 27
n 2 (Н 2) = 3х / 27∙ 2 = х / 18
x /18 +(2,22 – х) / 56 = 0,06
х = 0,54, m (Al ) = 0,54 г
ω (Al ) = 0,54 / 2.22 = 0.243 (24.3%)
ω (Fe ) = 75.7%
n (Al ) = 0.54 / 27 = 0.02 (моль)
m (Fe ) = 2,22 – 0.54 = 1.68 (г)
n (Fe ) =1.68 / 56 = 0,03 (моль)
n 1 (НCl ) = 0.06 моль
n (NaOH ) = 0,05 моль
m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40/0.4 = 5 (г)
V (HCl ) р-ра = 24/1,09 = 22 (мл)
3) Газ, полученный при растворении 9,6 г меди в концентрированной серной кислоте, пропустили через 200 мл раствора гидроксида калия (ρ =1 г/мл, ω (К OH ) = 2,8 %). Какого состава образуется соль? Определить её массу.
Найти:
m (соли)
Дано:
m (Cu ) = 9.6 г
V (КO Н) р-ра = 200 мл
ω (КOH ) = 2,8%
ρ (H 2 O ) = 1 г/мл
М (Cu ) =64 г/моль
М (КOH ) =56 г/моль
М (КНSO 3) =120 г/моль
Ответ: m (КНSO 3) = 12 г
Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
1 моль 1 моль
КO Н + SO 2 = KHSO 3
1 моль 1 моль
2 КO Н + SO 2 = K 2 SO 3 + H 2 O
2 моль 1моль
n (SO 2) = n (Cu ) =6,4/64 = 0,1 (моль)
m (КO Н) р-ра = 200 г
m (КO Н) в-ва = 200 г ∙ 0,028 = 5,6 г
n (КO Н) =5,6/56 = 0,1 (моль)
По количественному соотношению SO 2 и КОН можно сделать вывод, что образуется кислая соль KHSO 3.
КO Н + SO 2 = KHSO 3
1 моль 1 моль
n (КНSO 3) = 0,1 моль
m (КНSO 3) = 0,1 ∙ 120 = 12 г
4) Через 100 мл 12,33% - ного раствора хлорида железа (II ) (ρ =1.03г/мл) пропускали хлор до тех пор, пока концентрация хлорида железа (III ) в растворе не стала равна концентрации хлорида железа (II ). Определите объём поглощённого хлора (н.у.)
Найти:
V (Cl 2)
Дано:
V (FeCl 2) = 100 мл
ω (FeCl 2) = 12,33%
ρ (р-ра FeCl 2) =1,03г/мл
М (FeCl 2) = 127 г/моль
М (FeCl 3) = 162,5 г/моль
V М = 22,4 л/ моль
m (FeCl 2) р-ра = 1,03 ∙ 100 = 103 (г)
m (FeCl 2) р-в-ва = 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (г)
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
2 моль 1моль 2моль
Пусть n (FeCl 2) прореаг. = х, тогда n (FeCl 3) обр. = х;
m (FeCl 2) прореаг. = 127х
m (FeCl 2) ост. = 12,7 - 127х
m (FeCl 3) обр. = 162,5х
По условию задачи m (FeCl 2) ост. = m (FeCl 3)
12,7 - 127х = 162,5х
х = 0,044, n (FeCl 2) прореаг. = 0,044 моль
n (Cl 2) = 0,022 моль
V (Cl 2) = 0,022 ∙ 22,4 = 0,5 (л)
Ответ: V (Cl 2) = 0,5 (л)
5) После прокаливания смеси карбонатов магния и кальция масса выделившегося газа оказалась равна массе твёрдого остатка. Определит массовые доли веществ в исходной смеси. Какой объём углекислого газа (н.у.) может быть поглощён 40 г этой смеси, находящейся в виде суспензии.
Найти:
ω (MgCO 3)
ω (CaCO 3)
Дано:
m (тв.прод.) = m (газа )
m (смеси карбонатов )=40г
М (MgO ) = 40 г/моль
М СаO = 56 г/моль
М (CO 2) = 44 г/моль
М (MgCO 3) = 84 г/моль
М (СаCO 3) = 100 г/моль
1) Проведём расчеты, используя 1 моль смеси карбонатов.
MgCO 3 = MgO + CO 2
1моль 1 моль 1моль
CaCO 3 = CaO + CO 2
1 моль 1моль 1моль
Пусть n (MgCO 3) = x , тогда n (CaCO 3) = 1 – x .
n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x
m (MgO) = 40x
m (СаO ) = 56 ∙ (1 – x ) = 56 – 56x
Из смеси, взятой количеством 1 моль, образуется углекислый газ, количеством 1 моль.
m (CO 2) = 44.г
m (тв.прод.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x
56 - 16x = 44
x = 0,75,
n (MgCO 3) = 0,75 моль
n (СаCO 3) = 0,25 моль
m (MgCO 3) = 63 г
m (СаCO 3) = 25 г
m (смеси карбонатов) = 88 г
ω (MgCO 3) = 63/88 = 0,716 (71,6%)
ω (CaCO 3) = 28,4%
2) Суспензия смеси карбонатов при пропускании углекислого газа превращается в смесь гидрокарбонатов.
MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(НCO 3 ) 2 (1)
1 моль 1 моль
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(НCO 3 ) 2 (2)
1 моль 1моль
m (MgCO 3) = 40 ∙ 0,75 = 28,64(г)
n 1 (СO 2) = n (MgCO 3) = 28,64/84 = 0,341 (моль)
m (СаCO 3) = 11,36 г
n 2 (СO 2) = n (СаCO 3) =11,36/100 = 0,1136 моль
n общ. (СO 2) = 0,4546 моль
V (CO 2) = n общ. (СO 2) ∙ V М = 0,4546∙ 22,4 = 10,18 (л)
Ответ: ω (MgCO 3) = 71,6%, ω (CaCO 3) = 28,4%,
V (CO 2 ) = 10,18 л.
6) Смесь порошков алюминия и меди массой 2,46 г нагрели в токе кислорода. Полученное твёрдое вещество растворили в 15 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 39,2%, плотность 1,33 г/мл). Смесь полностью растворилась без выделения газа. Для нейтрализации избытка кислоты потребовался 21 мл раствора гидрокарбоната натрия с концентрацией 1,9 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в смеси и объём кислорода (н.у.), вступившего в реакцию .
Найти:
ω (Al ); ω (Cu )
V (O 2)
Дано:
m (смеси) = 2.46 г
V (NaHCO 3 ) = 21 мл=
0,021 л
V (H 2 SO 4 ) = 15 мл
ω(H 2 SO 4 ) = 39,2%
ρ (H 2 SO 4 ) = 1,33 г/ мл
С(NaHCO 3) = 1,9моль/л
М(Al )=27 г/моль
М(Cu )=64 г/моль
М(H 2 SO 4)=98 г/моль
V м = 22,4 л/моль
Ответ: ω (Al ) = 21.95%;
ω (Cu ) = 78.05%;
V (O 2) = 0,672
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
4моль 3 моль 2моль
2Cu + O 2 = 2CuO
2моль 1 моль 2 моль
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (1)
1 моль 3 моль
CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (2)
1 моль 1 моль
2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + СО 2 (3)
2 моль 1 моль
m (H 2 SO 4) р-ра =15 ∙ 1,33 = 19.95 (г)
m (H 2 SO 4) в-ва = 19.95 ∙ 0,393 = 7,8204 (г)
n (H 2 SO 4) общ = 7,8204/98 = 0,0798 (моль)
n (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (моль)
n 3 (H 2 SO 4 ) = 0,01995 (моль)
n 1+2 (H 2 SO 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (моль)
4) Пусть n (Al) = x, . m (Al) = 27x
n (Cu) = y, m (Cu) = 64y
27x + 64y = 2,46
n (Al 2 O 3 ) = 1,5x
n (CuO) = y
1,5x + y = 0.0585
x = 0,02; n (Al) = 0.02 моль
27x + 64y = 2,46
y = 0,03; n (Cu) = 0,03 моль
m (Al) = 0,02 ∙ 27 = 0,54
ω (Al) = 0,54 / 2.46 = 0.2195 (21.95%)
ω (Cu) = 78.05%
n 1 (O 2 ) = 0.015 моль
n 2 (O 2 ) = 0.015 моль
n общ . (O 2 ) = 0.03 моль
V (O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (л)
7) При растворении в воде 15,4 г сплава калия с натрием выделилось 6,72 л водорода (н.у.) Определите молярное отношение металлов в сплаве.
Найти:
n (К) : n(Na )
m (Na 2 O )
Дано:
m (сплава) = 15,4 г
V (H 2) = 6,72 л
М (Na ) =23 г/моль
М (К) =39 г/моль
n (К) : n (Na ) = 1: 5
2К + 2H 2 O = 2 КOH + H 2
2 моль 1 моль
2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2
2 моль 1 моль
Пусть n (К) = x , n (Na ) = у, тогда
n 1 (Н 2) = 0,5 х; n 2 (Н 2) = 0,5у
n (Н 2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 (моль)
m (К) = 39 x ; m (Na ) = 23 у
39х + 23 у = 15,4
х = 0,1, n (К) = 0,1 моль;
0,5х + 0,5у = 0,3
у = 0,5, n (Na ) = 0,5 моль
8) При обработке 9 г смеси алюминия с оксидом алюминия 40%-ным раствором гидроксида натрия (ρ =1,4 г/мл) выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определить массовые доли веществ в исходной смеси и объём раствора щёлочи, вступивший в реакции.
Найти:
ω (Al )
ω (Al 2 O 3)
V р-ра (NaOH )
Дано:
M (см.) = 9 г
V (H 2) = 33.8мл
ω (NaOH ) = 40%
М(Al ) = 27 г/моль
М(Al 2 O 3) = 102 г/моль
М(NaOH ) = 40 г/моль
2Al + 2 NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3H 2
2 моль 2 моль 3 моль
Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3H 2 O = 2 Na
1моль 2моль
n (H 2) = 3,36/22,4 = 0,15 (моль)
n (Al ) = 0,1 моль m (Al ) = 2.7 г
ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%)
ω (Al 2 O 3 ) = 70%
m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (г)
n (Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (моль)
n 1 (NaOH) = 0,1 моль
n 2 (NaOH) = 0,12 моль
n общ . (NaOH) = 0,22 моль
m р - ра (NaOH) = 0,22 ∙ 40 /0.4 = 22 (г)
V р - ра (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (мл)
Ответ: ω (Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, V р - ра (NaOH) = 16 мл
9) Сплав алюминия и меди массой 2 г обработали раствором гидроксида натрия, с массовой долей щёлочи 40 % (ρ =1,4 г/мл). Не растворившийся осадок отфильтровали, промыли и обработали раствором азотной кислоты. Полученную смесь выпарили досуха, остаток прокалили. Масса полученного продукта составила 0,8 г. Определите массовую долю металлов в сплаве и объём израсходованного раствора гидроксида натрия.
Найти:
ω (Cu ); ω (Al )
V р-ра (NaOH )
Дано:
m (смеси)=2 г
ω (NaOH )=40%
М(Al )=27 г/моль
М(Cu )=64 г/моль
М(NaOH )=40 г/моль
В щёлочи растворяется только алюминий.
2Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na + 3 H 2
2моль 2моль 3моль
Медь – нерастворившийся остаток.
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu (NO 3 ) 2 + 4 H 2 O + 2 NO
3 моль 3 моль
2Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 + O 2
2моль 2моль
n (CuO ) = 0,8 / 80 = 0,01 (моль)
n (CuO) = n (Cu(NO 3 ) 2 ) = n (Cu) = 0,1 моль
m (Cu) = 0,64 г
ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%)
ω (Al) = 68%
m (Al ) = 9 – 0,64 = 1,36(г)
n (Al ) = 1,36 / 27 = 0,05 (моль)
n (NaOH ) = 0,05 моль
m р-ра (NaOH ) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (г)
V р-ра (NaOH ) = 5 / 1.43 = 3,5 (мл)
Ответ: ω (Cu ) = 32%, ω (Al ) = 68%, V р-ра (NaOH ) = 3,5 мл
10) Прокалили смесь нитратов калия, меди и серебра массой 18,36 г. Объём выделившихся газов составил 4,32 л (н.у.). Твёрдый остаток обработали водой, после чего его масса уменьшилась на 3,4 г. Найти массовые доли нитратов в исходной смеси.
Найти :
ω (KNO 3 )
ω (Cu(NO 3 ) 2 )
ω (AgNO 3)
Дано:
m (смеси) = 18,36 г
∆m (твёрд. ост. )=3,4 г
V (CO 2) = 4,32 л
М (КNO 2) =85 г/моль
М (КNO 3) =101 г/моль
2 КNO 3 = 2 КNO 2 + O 2 (1)
2 моль 2 моль 1моль
2 Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 (2)
2 моль 2моль 4 моль 1 моль
2 AgNO 3 = 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 (3)
2 моль 2моль 2моль 1моль
CuO + 2H 2 O = взаимодействие не возможно
Ag + 2H 2 O = взаимодействие не возможно
КNO 2 + 2H 2 O = растворение соли
Изменение массы твёрдого остатка произошло за счёт растворения соли, следовательно:
m (КNO 2) = 3,4 г
n (КNO 2) = 3,4 / 85 = 0,04 (моль)
n (КNO 3) = 0,04 (моль)
m (КNO 3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (г)
ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)
n 1 (O 2) = 0,02 (моль)
n общ. (газов) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (моль)
n 2+3 (газов) = 0,17 (моль)
m (смеси без КNO 3) = 18,36 – 4,04 = 14,32 (г)
Пусть m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x, тогда m (AgNO 3 ) = 14,32 – x.
n (Cu(NO 3 ) 2 ) = x / 188,
n (AgNO 3) = (14,32 – x ) / 170
n 2 (газов) = 2,5х / 188,
n 3 (газов) = 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170,
2,5х/188 + 1,5 ∙ (14,32 – х) / 170 = 0,17
х = 9,75, m (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 г
ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)
ω (AgNO 3 ) = 24,09%
Ответ: ω (KNO 3 ) = 22%, ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 53,1%, ω (AgNO 3 ) = 24,09%.
11) Смесь гидроксида бария, карбонатов кальция и магния массой 3,05 г прокалили до удаления летучих веществ. Масса твёрдого остатка составила 2,21 г. Летучие продукты привели к нормальным условиям и газ пропустили через раствор гидроксида калия, масса которого увеличилась на 0,66 г. Найти массовые доли веществ в исходной смеси.
ω (Вa (O Н) 2)
ω (Сa СO 3)
ω (Mg СO 3)
m (смеси) = 3,05 г
m (тв.ост.) = 2,21 г
∆ m (КОН) = 0,66 г
М (H 2 O ) =18 г/моль
М (СО 2) =44 г/моль
М (Вa (O Н) 2) =171 г/моль
М (СаСО 2) =100 г/моль
М (Mg СО 2) =84 г/моль
Вa (O Н) 2 = H 2 O + ВaO
1 моль 1моль
Сa СO 3 = СО 2 + СaO
1 моль 1моль
Mg СO 3 = СО 2 + MgO
1 моль 1моль
Масса КОН увеличилась за счёт массы поглощённого СО 2
КОН + СО 2 →…
По закону сохранения массы веществ
m (H 2 O ) =3,05 – 2,21 – 0,66 = 0,18 г
n (H 2 O ) = 0,01 моль
n (Вa (O Н) 2) = 0,01 моль
m (Вa (O Н) 2) = 1,71 г
ω (Вa (O Н) 2) = 1,71 /3.05 = 0.56 (56%)
m (карбонатов) = 3,05 – 1,71 = 1,34 г
Пусть m (Сa СO 3) = x , тогда m (Сa СO 3) = 1,34 – x
n 1 (СO 2) = n (Сa СO 3) = x /100
n 2 (СO 2) = n (Mg СO 3) = (1,34 - x )/84
x /100 + (1,34 - x )/84 = 0,015
x = 0,05, m (Сa СO 3) = 0,05 г
ω (Сa СO 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)
ω (Mg СO 3) =28%
Ответ: ω (Вa (O Н) 2) = 56%, ω (Сa СO 3) = 16%, ω (Mg СO 3) =28%
2.5 В реакцию вступает неизвестное веществ o / образуется в ходе реакции.
1) При взаимодействии водородного соединения одновалентного металла со 100 г воды получили раствор с массовой долей вещества 2,38%. Масса раствора оказалась на 0,2 г меньше суммы масс воды и исходного водородного соединения. Определите, какое соединение было взято.
Найти:
Дано:
m (H 2 O ) = 100 г
ω (МеOH ) = 2,38%
∆ m (р-ра) = 0,2 г
М (H 2 O ) = 18 г/моль
МеН + H 2 O = МеOH + Н 2
1 моль 1моль 1моль
0,1 моль 0,1моль 0,1моль
Масса конечного раствора уменьшилась на массу газа водорода.
n (Н 2) = 0,2/2 = 0,1 (моль)
n (H 2 O ) прореаг. = 0,1 моль
m (H 2 O ) прореаг = 1,8 г
m (H 2 O в р-ре ) = 100 – 1,8 = 98,2 (г)
ω (МеOH ) = m (МеOH ) / m (р-ра г/моль
Пусть m (МеOH ) = х
0,0238 = х / (98,2 + x )
x = 2,4, m (МеO Н) = 2,4 г
n (МеO Н) = 0,1 моль
М (МеO Н) = 2,4 / 0,1 = 24 (г/моль)
М (Ме) = 7 г/моль
Ме - Li
Ответ: Li Н.
2) При растворении 260 г неизвестного металла в сильно разбавленной азотной кислоте образуются две соли: Ме(N О 3 ) 2 и X . При нагревании X с гидроксидом кальция выделяется газ, который с ортофосфорной кислотой образует 66 г гидроортофосфата аммония. Определите металл и формулу соли X .
Найти:
Дано:
m (Ме) = 260 г
m ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 г
М ((NH 4) 2 HPO 4) =132 г/моль
Ответ: Zn , соль - NH 4 NO 3.
4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
4 моль 1 моль
2NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2H 2 O
2 моль 2 моль
2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4
2 моль 1моль
n ((NH 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (моль)
n (N Н 3) = n (NH 4 NO 3) = 1 моль
n (Ме) = 4моль
М (Ме) = 260/4 = 65 г/моль
Ме - Zn
3) В 198,2 мл раствора сульфата алюминия (ρ = 1 г/мл) опустили пластину неизвестного двухвалентного металла. Через некоторое время масса пластины уменьшилась на 1,8 г, а концентрация образовавшейся соли составила 18%. Определите металл.
Найти:
ω 2 (NaOH )
Дано:
V р-ра = 198.2 мл
ρ (р-ра) = 1 г/мл
ω 1 (соли) = 18%
∆m (р-ра) =1,8 г
М (Al ) =27 г/моль
Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Me = 2 Al+ 3MeSO 4
3 моль 2 моль 3 моль
m (р-ра до р-ции) = 198.2 (г)
m (р-ра после р-ции) = 198.2 + 1,8 = 200(г)
m (MeSO 4) в-ва = 200 ∙ 0,18 = 36 (г)
Пусть М (Ме) = х, тогда М (MeSO 4) = х + 96
n (MeSO 4) = 36 / (х + 96)
n (Ме) = 36/ (х + 96)
m (Ме) = 36x / (х + 96)
n (Al ) = 24 / (х + 96),
m (Al ) = 24 ∙ 27 / (х + 96)
m (Ме) ─ m (Al ) = ∆m (р-ра)
36x / (х + 96) ─ 24 ∙ 27 / (х + 96) = 1,8
х = 24, М (Ме) = 24 г/моль
Металл - Mg
Ответ: Mg .
4) При термическом разложении 6,4 г соли в сосуде ёмкостью 1 л при 300,3 0 С создалось давление 1430 кПа. Определите формулу соли, если при разложении её образуется вода и плохо растворимый в ней газ.
Найти:
Формулу соли
Дано:
m (соли) = 6,4 г
V (сосуда) = 1 л
Р = 1430 кПа
t =300.3 0 C
R = 8.31Дж/моль∙ К
n (газа) = PV /RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573,3 = 0,3 (моль)
Условию задачи отвечают два уравнения:
NH 4 NO 2 = N 2 + 2 H 2 O ( газ)
1 моль 3 моль
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O (газ)
1 моль 3 моль
n (соли) = 0,1 моль
М (соли) = 6,4/0,1 = 64 г/моль (NH 4 NO 2)
Ответ: NH 4 N
Литература.
1 .Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин, А.В.Попков «Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы», Москва, «Дрофа» 1999
2. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Сборник задач по химии», Москва «Новая Волна * Оникс» 2000
3. К.Н.Зеленин, В.П.Сергутина, О.В., О.В.Солод «Пособие по химии для поступающих в Военно – медицинскую академию и другие высшие медицинские учебные заведения»,
Санкт – Петербург, 1999
4. Пособие для поступающих в медицинские институты «Задачи по химии с решениями»,
Санкт – Петербургский медицинский институт им.И.П.Павлова
5. ФИПИ «ЕГЭ ХИМИЯ» 2009 – 2015 г.
ТРУДНЫЕ ЗАДАНИЯ ЕГЭ ПО ХИМИИ
Как показали результаты репетиционного экзамена по химии, наиболее трудными оказались задания, направленные на проверку знаний химических свойств веществ.
К числу таких заданий можно отнести задание
С3 – «Цепочка органических веществ»,
С2 – «Реакции между неорганическими веществами и их растворами».
При решении задания С3 «Цепочка органических веществ» учащийся должен написать пять уравнений химических реакций, среди которых одно является окислительно-восстановительным.
Рассмотрим составление одного из таких окислительно-восстановительных уравнений:
СН 3 СНО X 1
Чтобы составить уравнение окислительно-восстановительной реакции с участием органических веществ, нужно научиться определять степень окисления в органическом веществе по его структурной формуле. Для этого нужно иметь знания о химической связи, знать, что такое электроотрицательность.
Структурная формула помогает оценить смещение электронов по каждой из связей. Так атом углерода метильной группы (–СН 3) сместит электрон по каждой из связей к себе. Таким образом, степень окисления углерода метильной группы будет равна (-3). Атом углерода карбонильной группы (СО) отдаст 2 электрона атому кислорода, но частично компенсирует недостачу, приняв 1 электрон от атома водорода. Следовательно, его степень окисления будет равна +1:
В продукте реакции степень окисления углерода метильной группы не изменится. Карбонильная группа атомов превратится в карбоксильную с замещенным водородом на натрий, вследствие щелочной среды (-СООNa). Атом углерода карбоксильной группы сместит два электрона в сторону карбонильного кислорода и один электрон в сторону кислорода замещенной гидроксильной группы. Таким образом, степень окисления атома углеродакарбоксильной группы будет равна (+3)
Следовательно, одна молекула этаналя отдает 2 электрона:
С +1 -2е=С +3
Рассмотрим теперь процессы, происходящие с перманганатом натрия. Обращает внимание, что в схеме дан перманганат натрия, а не калия. Свойства перманганата натрия должны быть аналогичны свойствам перманганта калия, который в зависимости от кислотности среды способен давать различные продукты:
Так как в нашем случае перманганат натрия используется в щелочной среде, то продуктом реакции будет манганат ион – MnO 4 2- .
Определим степень окисления иона марганца в перманганате калия NaMnO 4 пользуясь правилом равенства числа положительных и отрицательных зарядов в нейтральной структурной единице вещества. Четыре кислорода каждый по (-2) дадут восемь отрицательных зарядов, так как степень окисления у калия +1, то у марганца будет +7:
Na +1 Mn +7 O 4 -2
Записав формулу манганата натрия Na 2 MnO 4 , определим степень окисления марганца:
Na 2 +1 Mn +6 O 4 -2
Таким образом, марганец принял один электрон:
Полученные уравнения позволяют определить множители перед формулами в уравнении химической реакции, которые называют коэффициентами:
С +1 -2е=С +3 ·1
Mn +7 +1e=Mn +6 2
Уравнение реакции приобретет следующий вид:
2NaMnO 4 +CH 3 CHO+3NaOH=CH 3 COONa+2Na 2 MnO 4 +2H 2 O
Задание С2 требует от участника ЕГЭ знание свойств разнообразных свойств неорганических веществ, связанных с протеканием как окислительно-восстановительных реакций между веществами, находящимися как в одном, так и в различных агрегатных состояниях, так и обменных реакций протекающих в растворах. Такими свойствами могут быть некоторые индивидуальный свойства простых веществ и их соединений, например, реакция лития или магния с азотом:
2Li+3N 2 =2Li 3 N
2Mg+N 2 =Mg 2 N 2
горение магния в углекислом газе:
2Mg+CO 2 =2MgO+C
Особую трудность у учащихся вызывают сложные случаи взаимодействия растворов веществ солей подвергающихся гидролизу. Так для взаимодействия раствора сульфата магния с карбонатом натрия можно записать целых три уравнения возможных процессов:
MgSO 4 +Na 2 CO 3 =MgCO 3 +Na 2 SO 4
2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +H 2 O=(MgOH) 2 CO 3 +2Na 2 SO 4 +CO 2
2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +2H 2 O=2Mg(OH) 2 +2Na 2 SO 4 +2CO 2
Традиционно трудны для написания уравнения с участием комплексных соединений. Так растворы амфотерных гидроксидов в избытке щелочи обладают всеми свойствами щелочей. Они способны вступать в реакции с кислотами и кислотными оксидами:
Na+HCl=NaCl+Al(OH) 3 +H 2 O
Na+2HCl=NaCl+Al(OH) 2 Cl+2H 2 O
Na+3HCl=NaCl+Al(OH)Cl 2 +3H 2 O
Na+4HCl=NaCl+AlCl 3 +4H 2 O
Na+CO 2 =NaHCO 3 +Al(OH) 3
2Na+CO 2 =Na 2 CO 3 +2Al(OH) 3 +H 2 O
Растворы солей, имеющие кислую реакцию среды, вследствие гидролиза, способны растворять активные металлы, например, магний или цинк:
Mg+MgCl 2 +2H 2 O=2MgOHCl+H 2
На экзамене желательно помнить об окислительных свойствах солей трехвалентного железа:
2FeCl 3 +Cu=CuCl 2 +2FeCl 2
Могут пригодиться знания об аммиачных комплексах:
CuSO 4 +4NH 3 =SO 4
AgCl+2NH 3 =Cl
Традиционно вызывают затруднения, связанные с проявлением основных свойств раствором аммиака. В результате чего могут протекать обменные реакции в водных растворах:
MgCl 2 +2NH 3 +2H 2 O=Mg(OH) 2 +2NH 4 Cl
В заключение приведем серию уравнений химических реакций, которые нужно знать участникам ЕГЭ по химии:
ОБЩАЯ ХИМИЯ
Кислоты. Основания. Соли. Оксиды.
Кислотные оксиды (кроме SiO 2) реагируют с водой, как амфотерным оксидом с образованием кислот:
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Для получения азотной кислоты азот оксид азота (IV) должен быть доокислен, например кислородом воздуха:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 О = 4HNO 3
Лабораторный способ получения хлороводорода : к твердому хлориду натрия приливают концентрированную серную кислоту:
NaCl + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HCl
Для получения бромоводорода из бромида натрия, концентрированная серная кислота не подойдет, так как выделяющийся бромоводород будет загрязнен парами брома. Можно использовать концентрированную фосфорную кислоту:
NaBr+ H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + HBr
Кислоты реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:
Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2
И их оксидами:
Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O
Обратите внимание на валентность переходных элементов в солях.
Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой:
K + H 2 O = KOH + ½ H 2
В условиях избытка кислоты могут образовываться и кислые соли:
2Н 3 РО 4 + 2Na = 2NaH 2 PO 4 + Н 2
Органические кислоты также проявляют кислотные свойства:
2СН 3 СООН + 2Na = 2CH 3 COONa + Н 2
СНзСООН + NaOH = CH 3 COONa + Н 2 О
Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами с образованием солей и воды:
Na + HCl = AlCl 3 + 4H 2 O + NaCl
LiOH + HNO 3 = LiNO 3 + H 2 O
Многоосновные кислоты в реакции с гидроксидами могут образовывать кислые соли:
Н 3 РО 4 + КОН = КН 2 РО 4 + Н 2 О
Продуктом реакции аммиака с фосфорной кислотой может также быть кислая соль:
NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4
Обратим внимание на свойства оснований, их взаимодействие с кислотами:
2Н 3 РО 4 + ЗСа(ОН) 2 = Са 3 (РО 4) 2 ¯ + 6Н 2 О
с кислотными оксидами:
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
2Ca(OH) 2 + CO 2 =(СaOH) 2 CO 3 +H 2 O
Реакция гидроксидов с кислотными оксидами может приводить и к кислым солям:
KOH + CO 2 = KHCO 3
Основные оксиды реагируют с амфотерными оксидами:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
Средние соли в воде реагируют с кислотными оксидами с образованием кислых солей:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
Более сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:
CH 3 COONH 4 + HCl = CH 3 COOH + NH 4 Cl
K 2 CO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
Кислоты в присутствии серной кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH = CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Более сильное основание вытесняет более слабое из его солей:
AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl
MgCl 2 + KOH = MgOHCl + KCl
NH 4 С1 + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O
Чтобы получить из основной соли получить среднюю соль нужно подействовать кислотой:
MgOHCl + HCl = MgCl 2 + H 2 O
Гидроксиды металлов (кроме щелочных металлов) разлагаются при нагревании в твердом виде до оксидов:
2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
Гидрокарбонаты при нагревании разлагаются до карбонатов:
2KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
Нитраты обычно разлагаются до оксидов (обратите внимание на повышение степени окисления переходного элемента находящегося в промежуточной степени окисления):
2Fe(NO 3) 2 = Fe 2 O 3 + 4NO 2 + 0,5O 2
2Fe(NO 3) 3 Fe 2 O 3 + 6NO 2 + 1,5 O 2
2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + О 2
Нитраты щелочных металлов разлагаются до нитритов:
NaNO 3 = NaNO 2 + ½ O 2
Карбонаты металлов (кроме щелочных) разлагаются до оксидов:
CaCO 3 = CaO + CO 2
При составлении уравнений реакций ионного обмена пользуйтесь таблицей растворимости:
K 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2KCl
C1 + AgNО 3 = NO 3 + AgCl
Электролиз
Электролиз расплавов солей:
2KCl = 2K + Cl 2
Электролиз растворов солей металлов, стоящих в ряду напряжения после водорода:
2HgSO 4 + 2H 2 O = 2Hg + О 2 + 2H 2 SO 4
1) на катоде: Hg 2+ + 2e = Hg°
2) на аноде: 2Н 2 О – 4е = О 2 + 4Н +
Электролиз раствора сульфата натрия
1) на катоде: 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH –
2) на аноде: 2H 2 O – 4e = O 2 + 4H +
3) Составлено общее уравнение электролиза:
2H 2 O = 2H 2 + O 2
до водорода:
СаI 2 + 2Н 2 О = Н 2 + I 2 + Са(ОН) 2
1) на катоде: 2Н 2 О + 2e = 2ОН + Н 2
2) на аноде: 2I - - 2e = I 2
Сравните свойства одноэлементных и кислородсодержащих анионов.
Химические реакции, возможные при электролизе сульфата хрома (III):
1)Сг 3+ + e = Сг 2+
2) Cr 2+ + 2e = Сг°
3) Сг 3+ + 3 e= Сг°
4) 2Н + + 2e = Н 2
Электролиз водных растворов солей карбоновых кислот:
2CH 3 COONa + 2H 2 O = CH 3 CH 3 + 2CO 2 + H 2 + 2NaOH
Гидролиз
Пример взаимного гидролиза солей:
A1 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2A1(OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4
Амфотерность
Амфотерные гидроксиды растворяются в водных растворах щелочей:
A1(OH) 3 + 3KOH = K 3
A1(OH) 3 + KOH = K
реагируют с твердыми щелочами при сплавлении:
Al(OH) 3 + KOH KAlO 2 + 2H 2 O
Амфотерные металлы реагируют с водными растворами щелочей:
Al + NaOH + 3H 2 O = Na + 3/2 H 2
Продукт сплавления амфотерного гидроксида со щелочью легко разлагается водой:
KAlO 2 + 2H 2 O = KOH + Al(OH) 3
Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами:
K + HCl =KCl + Al(OH) 3 + H 2 O
Бинарные соединения
Способ получения:
СаО + 3С = СаС 2 + СО
Бинарные соединения реагируют с кислотами:
Al 2 S 3 + 3H 2 SO 4: = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S
Mg 3 N 2 + 8HNO 3 = Mg(NO 3) 2 + 2NH 4 NO 3
A1 4 C 3 + 12Н 2 О = 4А1(ОН) 3 + ЗСН 4
PCl 3 + H 2 O = 3H 3 PO 3 + 3HCl
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Азот
Азотная кислота является сильным окислителем:
окисляют неметаллы:
ЗР + 5HNO 3 + 2Н 2 О = Н 3 РО 4 + 5NO
P + 5HNO 3 = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
4Mg + 10HNO 3 = 4Mg(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
оксиды переходных металлов в промежуточных степенях окисления:
3Cu 2 O + 14HNO 3 = 6Cu(NO 3) 2 + 2NO+ 7H 2 O (возможно выделение NО 2)
оксиды азота также проявляют окислительные свойства:
5N 2 O + 2P = 5N, + P 2 O
но по отношению к кислороду являются восстановителями:
2NO + O 2 = 2NO 2
Азот реагирует с некоторыми простыми веществами:
N 2 +3H 2 = 2NH 3
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2
Галогены
обычно проявляют окислительные свойства:
PH 3 + 4Br 2 + 4Н 2 О = Н 3 РО 4 + 8НВг
2P + 5Cl 2 = 2PCl 5
2P + 3PCl 5 = 5PCl 3
PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 8HBr
Cl 2 + H 2 = 2HCl
2HCl + F 2 = 2HF + Cl 2
2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr
Галогены в растворах щелочей диспропорционируют при комнатной температуре:
Cl 2 + 2KOH = KCl + H 2 O + KClO
и при нагревании:
Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
Окислительные свойства перманганата калия:
5Н 3 РО 3 + 2КМnО 4 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Н 3 РО 4 + ЗН 2 О
2NH 3 + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 + 2KOH + 2H 2 O
Сера
реагирует с простыми веществами:
3S + 2А1 = A1 2 S 3
оксид серы (IV) может быть доокислен кислородом:
2SO 2 + O 2 = 2SO 3
2SO 2 + O 2 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4
и выступать в роли окислителя:
SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O
Концентрированная серная кислота проявляет окислительные свойства:
Cu + H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O
4Mg + 5H 2 SO 4 = 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
Фосфор
получение фосфора:
Са 3 (Р0 4) 2 + 5С + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5СО + 2Р
Металлы
реагируют с галогенами:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
Алюминий без оксидной пленки растворяется в воде:
Al (без оксидной пленки) + Н 2 О = Al(OH) 3 + 3/2 H 2
методы получения металлов:
Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
Гидроксид железа (II) может быть легко доокислен пероксидом водорода:
2Fe(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Fe(OH) 3
обжиг пирита:
2FeS 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + 4SO 2
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Горение органических веществ
2С 10 Н 22 + 31O 2 = 20CО 2 + 22H 2 О
Алканы
Методы получения алканов из простых веществ:
С + 2H 2 = CH 4
сплавлением солей щелочных металлов с щелочами:
СН 3 СООК + КОН СН 4 + К 2 СО 3
Химические свойства алканов - промышленное окисление метана:
CH 4 + O 2 = CH 2 O + H 2 O
Взаимодействие алканов с галогенами:
С 2 Н 6 + Сl 2 С 2 Н 5 Сl + НСl
Изомеризация алканов:
Галогеналканы
Реакция со спиртовыми растворами щелочей:
С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + КОН С 6 Н 5 СН=СН 2 + КВг + Н 2 О
с водными растворами щелочей:
С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + КОН (водн.) С 6 Н 5 -СНОН-СН 3 + KBr
C 6 H 5 Br + KOH C 6 H 5 OH + KBr
По правилу Зайцева водород отщепляется от наименее гидрированного атома
Из дигалогеналканов можно получить алкины:
Реакция Вюрца:
Алкены
Присоединяют водород:
присоединяют галогены:
присоединяют галогенводороды:
присоединят воду:
СН 2 =СН 2 + Н 2 О СН 3 СН 2 ОН
С водным раствором перманганата калия без нагревания образуют гликоли (двухатомные спирты)
ЗС 6 Н 5 СН=СН 2 + 2КМnО 4 + 4Н 2 О ЗС 6 Н 5 СН(ОН)-СН 2 ОН + MnO 2 + 2KOH
Алкины
промышленный способ получения ацетилена
2СН 4 С 2 Н 2 + ЗН 2
карбидный способ получения ацетилена:
CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2
реакция Кучерова - альдегид можно получить только из ацетилена:
С 2 Н 2 + Н 2 О СН 3 СНО
Реакция алкинов с концевой тройной связью с аммиачным раствором оксида серебра:
2CH 3 -CH 2 -CCH + Ag 2 O 2CH 3 -CH 2 -CCAg +H 2 O
использование полученных продуктов в органическом синтезе:
CH 3 -CH 2 -CCAg + C 2 H 5 Br CH 3 -CH 2 -CC-C 2 H 5 + AgBr
Бензол и его производные
Получение бензола из алкенов:
из ацетилена:
3C 2 H 2 C 6 H 6
Нитрование бензола и его производных в присутствие серной кислоты
C 6 H 6 + HNO 3 C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O
карбоксильная группа является ориентантом второго рода
реакция бензола и его производных с галогенами:
C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl
С 6 Н 5 С 2 Н 5 + Вг 2 С 6 Н 5 -СНВг-СН 3 + НВг
галогеналканами:
C 6 H 6 + С 2 Н 5 С1 C 6 H 5 C 2 H 5 + НС1
алкенами:
C 6 H 6 + CH 2 =CH-CH 3 C 6 H 5 -CH(CH 3) 2
Окисление бензола перманганатом калия в присутствии серной кислоты при нагревании:
5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O
Спирты
Промышленный способ получения метанола:
CO + 2H 2 = CH 3 OH
при нагревании с серной кислотой в зависимости от условий могут образовываться простые эфиры:
2С 2 Н 5 OH C 2 Н 5 ОС 2 Н 5 + Н 2 О
или алкены:
2С 2 Н 5 OH CH 2 =CH 2 + H 2 O
спирты реагируют с щелочными металлами:
С 2 Н 5 OH + Na C 2 H 5 ONa + ½ H 2
с галогенводородами:
СН 3 СН 2 ОН + НСl CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
с оксидом меди (II):
СН 3 СН 2 ОН + СuO CH 3 CHO + Cu + H 2 O
более сильная кислота вытесняет более слабые из их солей:
C 2 H 5 ONa + HCl C 2 H 5 OH + NaCl
при нагревании смеси спиртов с серной кислотой образуются несимметричные простые эфиры:
Альдегиды
Образуют с аммиачным раствором оксида серебра серебряное зеркало:
CH 3 CHO + Ag 2 O CH 3 COONH 4 + 2Ag
реагируют со свежеосажденным гидроксидом меди (II):
CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 CH 3 COOH + 2CuOH + H 2 O
могут быть восстановлены до спиртов:
CH 3 CHO + H 2 CH 3 CH 2 OH
окисляются перманганатом калия:
ЗСН 3 СНО + 2КМnО 4 2СН 3 СООК + СН 3 СООН + 2МnО 2 + Н 2 О
Амины
можно получить восстановлением нитросоединений в присутствии катализатора:
C 6 H 5 -NO 2 + 3H 2 = C 6 H 5 -NH 2 + 2H 2 O
реагируют с кислотами:
C 6 H 5 -NH 2 + HC1 =C1
В школе у меня была химия для галочки, не больше. В 9 классе полгода не было этого предмета, а остальные полгода вел... пожарник. В 10-11 классе химия проходила так: половину семестра я не ходил на нее, потом сдавал три скаченных презентации, и мне ставили гордую «пять», потому что ездить 6 дней в неделю за 12 км в школу (жил в деревне, учился в городе) было, мягко говоря, лень.
И вот в 11 классе я решил сдавать химию. Уровень моего знания химии равнялся нулю. Помню, как был удивлен существованием иона аммония:
– Татьяна Александровна, что это такое? (Указываю на NH4+)
– Ион аммония, образуется при растворении аммиака в воде, схож с ионом калия
– Первый раз вижу
Теперь о Татьяне Александровне. Это мой репетитор по химии с октября по июнь 13/14 учебного года. До февраля я просто ходил к ней, просиживал штаны, слушал скучную теорию по общей и неорганической химии. Потом настал февраль и я понял, что ЕГЭ слишком близко... Что делать?! Готовиться!
Подписывайся на «ПУ» в
телеграме
. Только самое важное.
Мало-помалу, решая варианты (сначала без органики) я готовился. В конце марта мы закончили изучение НЕОРГАНИКИ, был пробник, который я написал на 60 баллов и почему-то очень радовался. А цель была мощная, выше 90 баллов (на мой факультет нужно было много баллов). А все знание органики ограничивалось гомологическим рядом метана.
За апрель-май предстояла сложная задача: выучить всю органику. Что ж, я сидел до 11 ночи, пока не слипались глаза, решал тесты, набивал руку. Помню, что в последний вечер перед экзаменом разбирал тему «амины». В общем, времени в обрез.
Как проходил сам экзамен: с утра прорешал один вариант (чтобы включить мозг), пришел в школу. Это был самый настороженный час моей жизни. Во-первых, химия для меня была самым сложным экзаменом. Во-вторых, сразу после химии должны были сказать результаты ЕГЭ по русскому. На экзамене еле-еле хватило времени, хотя досчитать задачу С4 не хватило. Сдал на 86 баллов, что неплохо для нескольких месяцев подготовки. Ошибки были в части С, одна в В (как раз на амины) и одна спорная ошибка в А, но подавать апелляцию на А нельзя.
Татьяна Александровна успокаивала, говорила, что просто еще не уложилось в голове. Но на этом история не заканчивается...
На свой факультет я не поступил в прошлом году. Поэтому было принято решение: со второго раза получится!
Начал готовиться прямо с первого сентября. В этот раз не было никакой теории, просто нарешивание тестов, чем больше и быстрее, тем лучше. Дополнительно занимался «сложной» химией для вступительного экзамена в университет, а также полгода у меня был предмет под названием «общая и неорганическая химия», который вела сама Ольга Валентиновна Архангельская, организатор Всероссийской олимпиады по химии. Так прошло полгода. Знание химии выросло в разы. Приехал домой в марте, полная изоляция. Продолжил подготовку. Я просто решал тесты! Много! Всего около 100 тестов, причем некоторые из них по несколько раз. Сдал экзамен на 97 баллов за 40 минут.
1) Обязательно изучайте теорию, а не только решайте тесты. Лучшим учебником считаю «Начала химии» Еремина и Кузьменко. Если книга покажется слишком большой и сложной, то есть упрощенная версия (которой достаточно для ЕГЭ) – «Химия для школьников старших классов и поступающих в вузы»;
2) Отдельно обратите внимание на темы: производства, техника безопасности, химическая посуда (как бы это абсурдно не звучало), альдегиды и кетоны, пероксиды, d-элементы;
3) Решив тест, обязательно проверьте свои ошибки. Не просто посчитайте кол-во ошибок, а именно посмотрите какой ответ правильный;
4) Используйте круговой метод решения. То есть прорешали сборник 50 тестов, прорешайте его снова, через месяц-два. Так вы закрепите мало запоминающийся для вас материал;
5) Шпаргалкам - быть! Пишите шпаргалки, обязательно от руки и желательно мелко. Таким образом, вы запомните проблемную информацию лучше. Ну и никто не запрещает ими воспользоваться на экзамене (только в туалете!!!), главное быть аккуратным.
6) Рассчитайте свое время вместе с оформлением. Главная проблема экзамена по химии - нехватка времени;
7) Оформляйте задачи (желательно) так, как они оформляются в сборниках. Вместо «ню» пишите «n», например.
Рассказал Егор Советников
- это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу или строению.
Классификация химических реакций
I. По числу и составу реагирующих веществ
1. Реакции, идущие без изменения состава веществ
а) Получение аллотропных модификаций одного химического элемента:
С (графит) ↔ С (алмаз)
S (ромбическая) ↔ S (моноклинная)
Р (белый) ↔ Р (красный)
Sn (белое) ↔ Sn (серое)
3О 2 (кислород) ↔ 2О 3 (озон)
б) Изомеризация алканов:
СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 FeCl 3 , t → СН 3 -СН(СН 3)-СН 2 -СН 3
пентан → 2-метилбутан
в) Изомеризация алкенов:
СН 3 -СН 2 -СН=СН 2 500°С, SiO 2 → СН 3 -СН=СН-СН 3
бутен-1 → бутен-2
СН 3 -СН 2 -СН=СН 2 250°С, Al 2 O 3 → СН 3 -С(CH 3)=СН 2
бутен-1 → 2-метилпропен
г) Изомеризация алкинов (реакция А.Е.Фаворского):
СН 3 -СН 2 -С≡СН ← КОН спирт. → СН 3 -С≡С-СН 3
бутин-1 ↔ бутин-2
д) Изомеризация галогеналканов (реакция А.Е.Фаворского 1907г.):
СН 3 -СН2 -СН 2 Br ← 250°С → СН 3 -СHBr-СН 3
1-бромпропан ↔ 2-бромпропан
2. Реакции, идущие с изменением состава веществ
а) Реакции соединения - это такие реакции, при которых из двух или более веществ образуется одно сложное вещество.
Получение оксида серы (IV):
S + O 2 = SO 2
Получение оксида серы (VI):
2SO 2 + O 2 t, p, кат. → 2SO 3
Получение серной кислоты:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Получение азотной кислоты:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3
В органической химии такие реакции называют реакциями присоединения
Реакция гидрирования - присоединения водорода:
CH 2 =CH 2 + H 2 t, кат. Ni → CH 3-CH 3
этен → этан
Реакция галогенирования - присоединения галогенов:
CH 2 =CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl
этен → 1-2-дихлорэтан
Реакция гидрогалогенирования - присоединения галогеноводородов:
этен → хлорэтан
Реакция гидратации - присоединения воды:
CH 2 =CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 OH
этен → этанол
Реакция полимеризации:
nCH 2 =CH 2 t, p, кат. → [-CH 2 -CH 2 -] n
этен (этилен) → полиэтилен
б) Реакции разложения - это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.
Разложение оксида ртути(II):
2HgO t → 2Hg + O 2
Разложение нитрата калия:
2KNO 3 t → 2KNO 2 + O 2
Разложение гидроксида железа (III):
2Fe(OH) 3 t → Fe 2 O 3 + H 2 O
Разложение перманганата калия:
2KMnO 4 t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
В органической химии:
Реакция дегидрирования - отщепления водорода:
CH 3 -CH 3 t, кат. Cr 2 O 3 → CH 2 =CH 2 + H 2
этан → этен
Реакция дегидратации - отщепления воды:
CH 3 -CH 2 OH t, H 2 SO 4 → CH 2 =CH 2 + H 2 O
этанол → этен
в) Реакции замещения - это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе.
Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
Взаимодействие металлов с кислотами (кроме конц. серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации) в растворе:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
Взаимодействие металлов с солями менее активных металлов в растворе:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
Восстановление металлов из их оксидов (более активными металлами, углеродом, водородом:
2Al + Cr 2 O 3 t → Al 2 O 3 + 2Cr
3C + 2WO 3 t → 3CO 2 + 2W
H 2 + CuO t → H 2 O + Cu
В органической химии:
В результате реакции замещения образуются два сложных вещества:
CH 4 + Cl 2 свет → CH 3 Cl + HCl
метан → хлорметан
C 6 H 6 + Br 2 FeBr 3 → C 6 H 5 Br + HBr
бензол → бромбензол
С точки зрения механизма протекания реакции в органической химии к реакциям замещения относятся и реакции между двумя сложными веществами:
C 6 H 6 + HNO 3 t, H 2 SO 4 (конц.) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O
бензол → нитробензол
г) Реакции обмена - это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.
Эти реакции протекают в растворах электролитов по правилу Бертолле, то есть, если
- выпадает осадок (смотри таблицу растворимости: М - малорастворимое соединение, H - нерастворимое соединение)
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
- выделяется газ: H 2 S - сероводород;
СО 2 - углекислый газ при образовании нестойкой угольной кислоты H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2 ;
SО 2 - сернистый газ при образовании нестойкой сернистой кислоты H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2 ;
NH 3 - аммиак при образовании нестойкого гидроксида аммония NH 4 OH = NH 3 + H 2 O
H 2 SO 4 + Na 2 S = H 2 S + Na 2 SO 4
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2
K 2 SO 3 + 2HNO 3 = 2KNO 3 + H 2 O + SO 2
Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl = CaCl 2 + 2NH 3 + H 2 O
- образуется малодиссоциирующее вещество (чаще вода, может быть уксусная кислота)
Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O
Реакцию обмена межлу кислотой и щелочью, в результате которой образуется соль и вода называют реакцией нейтрализации:
H2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
II. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества
1. Реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов
а) Реакции соединения и разложения, если нет простых веществ:
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH
2Fe(OH) 3 t → Fe 2 O 3 + 3H 2 O
б) В органической химии:
Реакции этерефикации:
2. Реакции, идущие с изменением степени окисления химических элементов
а) Реакции замещения, а также соединения и разложения, если есть простые вещества:
Mg 0 +H 2 +1 SO 4 = Mg +2 SO 4 + H 2 0
2Ca 0 + O 2 0 = 2Ca +2 O -2
C -4 H 4 +1 t → C 0 + 2H 2 0
б) В органической химии:
Например, реакция восстановления альдегидов:
CH 3 C +1 H=O + H 2 0 t, Ni → CH 3 C -1 H 2 +1 OH
III. По тепловому эффекту
1. Экзотермические - реакции, идущие с выделением энергии -
Почти все реакции соединения:
С + О 2 = СО 2 + Q
Исключение:
Синтез оксида азота (II):
N 2 + O 2 = 2NO - Q
Газообразный водород с твердым иодом:
H 2 (г) + I 2 (тв) = 2HI - Q
2. Эндотермические - реакции, идущие с поглощением энергии -
Почти все реакции разложения:
СaCО 3 t → CaO + СО 2 - Q
IV. По агрегатному состоянию реагирующих веществ
1. Гетерогенные реакции - идущие между веществами в разных агрегатных состояниях (фазах)
CaC 2 (тв) + 2H 2 O(ж) = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 (р-р)
2. Гомогенные реакции, идущие между веществами в одинаковом агрегатном состоянии
H 2 (г) + F 2 (г) = 2HF(г)
V. По участию катализатора
1. Некаталитические реакции - идущие без участия катализатора
C 2 H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2 O
2. Каталитические реакции, идущие с участием катализатора
2H 2 O 2 MnO 2 → 2H 2 O + O 2
VI. По направлению
1. Необратимые реакции - протекают в данных условиях в одном направлении до конца
Все реакции горения и обратимые реакции, идущие с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2. Обратимые реакции - протекают в данных условиях в двух противоположных направлениях
Таких реакций подавляющее большинство.
В органической химии признак обратимости отражают названия: гидрирование - дегидрирование, гидратация - дегидратация, полимеризация - деполимеризация, а также этерификация - гидролиз и другие.
HCOOH + CH 3 OH ↔ HCOOCH 3 + H 2 O
VII. По механизму протекания
1. Радикальные реакции (свободнорадикальный механизм) - идут между образующимися в ходе реакции радикалами и молекулами.
Взаимодействие предельных углеводородов с галогенами:
CH 4 + Cl 2 свет → CH 3 Cl + HCl
2. Ионные реакции - идут между имеющимися или образующимися в ходе реакции ионами
Типичные ионные реакции - это реакции в растворах электролитов, а также взаимодействие непредельных углеводородов с водой и галогеноводородами:
CH 2 =CH 2 + HCl → CH 2 Cl-CH 3
Статистика беспощадно утверждает, что даже далеко не каждому школьному "отличнику" удается сдать ЕГЭ по химии на высокий балл. Известны случаи, когда они не преодолевали нижнюю границу и даже "заваливали" экзамен. Почему? Какие существуют хитрости и секреты правильной подготовки к итоговой аттестации? Какие 20% знаний на ЕГЭ важнее остальных? Давайте разбираться. Сначала - с неорганической химией, через несколько дней - с органической.
1. Знание формул веществ и их названий
Не выучив все необходимые формулы, на ЕГЭ делать нечего! В современном школьном химическом образовании - это существенный пробел. Но вы же не учите русский или английский язык, не зная азбуку? В химии есть своя азбука. Так что не ленимся - запоминаем формулы и названия неорганических веществ:2. Применение правила противоположности свойств
Даже не зная детали тех или иных химических взаимодействий, многие задания части А и части В можно выполнить безошибочно, зная только это правило: взаимодействуют вещества, противоположные по своим свойствам , то есть, кислотные (оксиды и гидроксиды) - с основными, и, наоборот, основные - с кислотными. Амфотерные - и с кислотными, и с основными.
Неметаллы образуют только кислотные
оксиды и гидроксиды.
Металлы более разнообразны в этом смысле, и все зависит от их активности и степени окисления. Например, у хрома, как известно, в степени окисления +2 - свойства оксида и гидроксида основные, в +3 - амфотерные, в +6 - кислотные. Всегда амфотерны
бериллий, алюминий, цинк, а, значит, и их оксиды и гидроксиды. Только основные
оксиды и гидроксиды - у щелочных, щелочно-земельных металлов, а также у магния и меди.
Также правило противоположности свойств можно применить к кислым и основным солям: вы точно не ошибетесь, если отметите, что кислая соль вступит в реакцию со щелочью, а основная - с кислотой.
3. Знание "вытеснительных" рядов
- Вытеснительный ряд металлов: металл, стоящий в ряду активностей левее вытесняет из раствора соли только тот металл, который находится правее его: Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
- Вытеснительный ряд кислот: только более сильная кислота вытеснит из раствора соли другую, менее сильную (летучую, выпадающую в осадок) кислоту. Большинство кислот справляется и с нерастворимыми солями: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
- Вытеснительный ряд неметаллов: более сильный неметалл (в основном, речь идет о галогенах) вытеснит более слабый из раствора соли: Cl2 + 2 NaBr = Br2 + 2 NaCl