Алгоритмы по химии

«Таран ауданы білім беру бөлімінің

Береговой орта мектебі»

Коммуналдық мемлекеттік мекеме

КГУ «Береговая средняя школа отдела образования

акимата Тарановского района» Костанайской области

«Химиядан алгориммдер»

/оқушыларға арналған қурал/

«Алгоритмы по химии»

/пособие для учащихся/

химия мұғалiмi Боксбергер И.В.

II бiлiктiлiк санаты

учитель химии Боксбергер И.В.

II квалификационная категория

Береговой селосы

2012-2013 оқу жылы

село Береговое

2012-2013 учебный год

Составитель: Боксбергер Ирина Владимировна учитель химии Береговая СШ

Пособие для учащихся по химии «Алгоритмы по химии» предназначено для 8,9 классов. В пособие представлены алгоритмы выполнения упражнений, заданий, решения химических задач. Данное пособие способствует повышению интереса учащихся к изучению химии, развитию логического мышления, сознательному усвоению материала.

Как работать с текстом

Прочитать текст параграфа (или часть его). Разделить материал на смысловые части.

Подумать о чём говорится в каждой части.

Придумать заголовки.

Записать пункты плана прочитанного текста и составить мысленно рассказ по этому плану.

Как работать, с рисунками, таблицами, схемами

Назвать цель применения рисунка, таблицы или схемы при изучении материала.

Соответствует ли название иллюстрации её содержанию? К какой части параграфа относится эта иллюстрация?

Рассмотреть внимательно рисунок (таблицу, схему). Что изображено?

Найдите в тексте параграфа сведения, факты, подтверждающие содержание иллюстрации.

Составить рассказ по рисунку (схеме и т.д.).

Как вести записи лекции

Не начинай записывать материал с первых слов учителя, сначала выслушай высказываемую им мысль до конца и пойми её.

Приступай к записи в тот момент, когда учитель, заканчивая изложение одной мысли, начинает её комментировать.

Не старайся записывать материал дословно, отбрасывай второстепенные слова, те без которых не теряется главный смысл.

Сокращай слова, некоторые из них обозначай знаками. После сокращений оставляй место, чтобы закончить запись дома.

Старайся писать быстро (> 120 букв в мин.).

Если в лекции встречаются непонятные места – оставить место в тетради, после урока уточни их у учителя и запиши.

Используй общие правила написания конспекта (соблюдай отступы, делай выделения и т.д.)

В ближайшие дни обработай текст конспекта: расставь знаки препинания, допиши текст, подчеркни главное и т.д.

2

Работа с инструкциями по выполнению

лабораторных опытов и практических работ

Какова цель предложенной в учебнике инструкции? Описание какого опыта она включает? К какой теме урока он относится?

Прочитать внимательно всю инструкцию для выполнения данного опыта. Всё ли в ней понятно? Что вызывает затруднения?

Подумать, какова последовательность выполнения отдельных химических операций в предложенном опыте.

Рассмотреть иллюстрации (рисунок, таблицу), включенные в инструкцию к работе.

В соответствии с инструкцией сделать рисунок прибора, в котором проводится опыт.

Точно, руководствуясь инструкцией, вы полнить опыт. Результаты наблюдений занести в таблицу. Составить отчёт о проделанной работе.

Как писать контрольную работу

Ознакомиться с содержанием всех заданий варианта.

Выполнение работы необходимо начать с более лёгких заданий, а на трудные отвести время после выполнения лёгких. Если начать работу с трудных вопросов, то на них можно потратить много времени и всё же не ответить, но тогда и лёгкие задания останутся не выполненными из-за недостатка времени.

Прежде чем отвечать на вопрос и решать задачу, нужно внимательно их прочитать 2 – 3 раза, чтобы правильно понять содержание.

Вопросы и условия задач не переписывать, а сразу писать ответ или решение, отметив его тем же номером, которым обозначен вопрос.

Работать молча и самостоятельно, ни с какими вопросами к товарищам не обращаться. Кто не поймет что-либо в текстах заданий, должен заявить об этом учителю поднятием руки.

Со звонком закончить работу и тетрадь с работой положить на стол учителя.

3

Как расставить коэффициенты

Посчитайте количество атомов каждого элемента слева и справа от знака равенства (=).

Например: Н₂О → Н₂ + О₂

а) Атомов водорода слева и справа по 2 (т.е. одинаково)

б) Атомов кислорода слева – 1, а справа – 2.

Чтобы атомов кислорода было поровну – 2, нужно слева, перед формулой воды, поставить коэффициент – 2.

2Н₂О → Н₂ +О₂

3. Теперь атомов кислорода по 2, но атомов водорода слева стало –

4 (2 ∙ 2), а справа только два.

4. Следовательно, в правой части перед формулой водорода необходимо поставить коэффициент – 2.

2Н₂О → 2Н₂ +О₂

Сейчас всех атомов поровну слева и права. Можно вместо стрелочки поставить знак равенства (=).

4

Определение валентности по формуле

По формуле вещества, состоящего из двух элементов можно определить валентность одного, если известна валентность другого.

Определим валентность серы в оксиде SO3 .

II

Знаем, что валентность кислорода равна (II) SO3

Умножаем валентность кислорода на число его атомов

II

SO3 3 · 2 = 6

4. Столько же должно получиться, если умножим число атомов серы на её валентность SO3

Справа внизу у атома серы нет индекса, значит это один атом.

5. На какую цифру нужно умножить 1 (единицу), чтобы в результате получилось 6?

1 · 6 = 6

6. Следовательно валентность серы равна 6.

5

Составление формулы вещества по валентности

Составить формулу соединения состоящего из углерода (С) и кислорода (О).

Пишем рядом знаки этих элементов: СО

IV II

Сверху (над знаком) ставим валентности: С О

Находим общее число, на которое делится 2 и 4. Это число 2.

Делим 4 = 2; 2 = 1

2 2

2 1

6. Записываем результат: СО

7. Определяем индексы (число атомов каждого элемента). Для этого цифру, стоящей над кислородом сносим к атому углерода, а цифру, стоящую над углеродом сносим к атому кислорода.

2 1

С О СО2

8. Если же валентности нельзя разделить на одно общее число, то сносим их сразу в качестве индексов:

5 2

Например: N O

Числа 2 и 5 нельзя сократить на какое ни будь общее число, поэтому сносим их сразу (крест на крест)

5 2

N O N 2 O5

6

Нахождение относительной молекулярной массы вещества

Чтобы вычислить относительную молекулярную массу вещества, надо сложить относительные атомные массы с учетом числа атомов каждого элемента.

Например: Н2SO4

Mr = 1 · 2 + 32 + 16 · 4 = 98

Масса атома водорода равна 1, а атомов водорода в формуле – 2, поэтому число атомов умножаем на массу одного атома.

Mr = 1 · 2 +

Масса одного атома серы равна 32, поэтому эту цифру прибавляем к предыдущим (умножаем на единицу).

Mr = 1 · 2 + 32 · 1 +

Масса атома кислорода равна 10, но их в молекуле – 4, поэтому 16 · 4 и прибавляем к предыдущим цифрам:

Mr = 1 · 2 + 32 · 1 +16 · 4 = 98

После умножения и сложения получится цифра – 98.

Нахождение массы молекулы

Находим как и относительно – молекулярную массу, но только массу атома берем в а. е. м.

Мm = 1 а.е.м. · 2 + 32 а.е.м. + 1 · 16 а.е.м. · 4 = 98 а.е.м.

Молярная масса соответствует по величине относительной молекулярной массе (Mr) и массе молекулы (Мm), но измеряется в г/моль М (Н2SO4) = 98 г/моль

7

Характеристика элемента по его положению в периодической таблице

Посмотрите, в каком периоде находится элемент? (цифра слева от элемента в таблице).

Большой или малый период? (посчитайте, сколько элементов в периоде).

Определите номер группы (цифра над знаком химического элемента).

Какая подгруппа? (если столбец, в котором находится элемент начинается со 2-го периода, то главная подгруппа, а если с 4-го периода, то побочная).

Посмотрите в нижнюю часть таблицы. Поставьте в формулы вместо знака – R знак своего элемента и вы получите формулу оксида и водородного соединения.

Какой порядковый номер этого элемента? Это и есть заряд атомного ядра.

Величина заряда ядра – это число протонов в ядре атома.

Отнимите от атомной массы заряд атомного ядра. Это число нейтронов.

Еще раз обратите внимание на номер периода. Это число электронных оболочек, на которых находятся электроны.

Обратите внимание на номер группы. Это число электронов на внешнем слое у элементов главных подгрупп.

Номер группы – это высшая валентность по кислороду у всех элементов данной группы.

Сколько электронов во внешнем слое не хватает у элемента до 8? Это – высшая валентность по водороду (начиная с IV группы).

8

Определение вида химической связи в соединении

Посмотрите из каких элементов состоит соединение.

Если оба неметалла, то связь ковалентная.

Если оба атома неметалла одинаковые (например два атома кислорода или азота О2,N2), то связь ковалентная неполярная.

Если атомы неметалла разные, то связь ковалентная полярная (например НСI)

Когда же из двух элементов один элемент – металл, а другой неметалл, то связь ионная (например СаО).

Правила составления химических уравнений

В левой части напишите формулы веществ, вступивших в химическую реакцию, а после стрелки формулы веществ, полученных в результате реакции.

Формулы веществ в левой и правой частях уравнения соедините знаком плюс.

Для того, чтобы количество атомов каждого элемента в левой части уравнения было равно количеству атомов каждого элемента в его правой части, расставьте соответствующие коэффициенты.

9

Составление схемы образования ковалентной связи

Если вы определили, что перед вами соединение с ковалентным видом связи, то:

а) Напишите атомы, составляющие это соединение отдельно.

(например: НСI H + CI).

б) Определите число электронов у каждого из них на внешнем слое (по номеру группы).

(Н – 1 электрон; CI – 7 электронов)

в) Определите, сколько из них не спаренных (помни! –VII гр – 1; VI гр – 2; V гр – 3)

(у Н⁺ – 1, у СI^-- – 1).

г) Обозначьте эти электроны в схеме: Н · + · СI: → Н : СI :

общая

пара

д) Ковалентную связь образуют только не спаренные электроны. Соедините их в общую пару и расположите её между этими атомами:

е) Общая пара электронов принадлежит обоим атомам. Они завершили свои внешние слои (Н – до 2-х электронов, а СI – до 8 электронов).

ж) Если в общей сложности у обоих атомов будет 4-е не спаренных электронов, то образуется две общие пары, если 6 электронов, то три пары.

10

Составление схемы образования ионной связи

Если в состав соединения входит атом металла и атом неметалла, то соединение имеет ионный тип связи.

Чтобы составить схему образования ионного типа связи необходимо:

а) написать уравнение реакции образования этого вещества (например СаО)

2Са + О₂ = 2СаО

б) один из элементов должен отдавать электроны (это металл), а другой должен их принимать (это неметаллы) (Са – отдает, О – принимает).

в) определите число отданных электронов. Определяется по номеру группы, в которой находится металл (Са – представитель II группы – отдает 2е), поэтому заряд его станет +2 Са⁺²О.

г) число электронов, которые может принять неметалл определяется по числу электронов, которые может принять до 8 (кислород – представитель VI группы, поэтому до 8 он принимает 2е, и приобретает заряд -2) Са⁺²О^-2.

д) теперь все это выразите в схеме, показав стрелкой, что металл отдает свои электроны неметаллу. Над стрелкой указываете число отданных электронов, умножив их на коэффициент, который стоит перед формулой.

Например: 2Са + О₂ = 2Са⁺²О^-2

(Са – отдает 2 электрона и умножаем еще на 2, потому что перед формулой кальция стоит коэффициент 2).

11

Составление окислительно-восстановительных реакций

Расставьте степени окисления атомов элементов.

Определите восстановитель и окислитель.

Определите число электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем, по изменению степени окисления атомов или ионов до и после реакции.

Найдите коэффициенты, пользуясь правилом: общее число электронов, отданных восстановителем, должно равняться общему числу электронов принятых окислителем.

Как охарактеризовать химический элемент

Порядковый номер элемента и его физический смысл.

Номер периода, в котором находится элемент, и его физический смысл (для элементов больших периодов указать, четный или нечётный ряд).

Номер группы, в которой находится элемент, и её физический смысл. Указать, главная или побочная подгруппа.

Схема строения атома.

Металл или неметалл.

Формула высшего оксида (указать, является оксид основным, кислотным или амфотерным).

Формула соответствующего гидроксида (указать, является он основанием или кислотой).

Формула летучего водородного соединения.

12

Определение степени окисления в сложных веществах

В самом начале определяем степень окисления отрицательного элемента (по числу электронов, которые может принять еще данный элемент до 8-и электронов).

Например: НNO₃^-2

Находим общее число отрицательных зарядов: 3∙ (-2) = -6

НNO₃^-2

-6

Оставшиеся два элемента должны дать в сумме +6 (т.е. сложив степени окисления водорода и азота мы должны получить +6).

Водород имеет всегда степень окисления +1 (кроме соединения с металлом).

Н⁺¹NО₃^-2

+1 -6

В таком случае на азот приходится степень +5.

H⁺¹N⁺⁵О₃^-2

+1 +5 -6

+6 -6

Определим аналогично в соединениях:

а) МgSO₄

б) МgSO₄^-2

-8

в) у Мg степень окисления +2 (находится во 2-й группе).

Мg⁺²SO₄^-2

+2 -8

г) у серы степень окисления будет равна +6.

Мg⁺² S⁺⁶ O₄^-2

+2 +6 -8

+8 -8

13

Определение окислительно - восстановительных реакций и

составление электронного баланса

Чтобы определить отношение реакции к окислительно – восстановительным необходимо определить степени окисления каждого элемента (у простых веществ она =0; у сложных, по числу принятых и отданных электронов) условно.

Если изменились степени у 2-х элементов, то реакция относится к окислительно – восстановительной.

Са⁰ → Са⁺² изменилась

О⁰₂ → 2О^-2 изменилась

Составляем электронный баланс:

а) Пишем знак элемента со степенью, которая была до реакции и после неё.

Са⁰ =Са⁺²

б) Определяем, отданы электроны или приняты (появляется положительный заряд – электроны отданы).

Са⁰ – 2е = Са⁺²

в) Делаем то же для кислорода (он принимает 4 электрона (2 ∙ (-2)

О₂⁰ + 4е = 2О^-2

г) А теперь записываем все в общее уравнение

Са + О₂ = СаО

Са⁰ – 2е = Са⁺²

О⁰₂ + 4е = 2О^-2

д) Выносим число отданных и принятых электронов:

Са + О₂=СаО

Са -2е = Са⁺² 2

О₂⁰ +4е = 2О^-2 4

е) Отданных и принятых должно быть поровну (в нашем примере отдано 2е, а принято 4е).

ж) Чтобы сделать баланс (поровну) сокращаем обе цифры на одно и тоже число (если можно) и переставляем эти цифры крест накрест.

Са + О₂ = СаО

Са⁰ -2е = Са⁺² 2 1 2

О₂⁰ +4е = 2О^-2 4 2 1

з) Это и есть коэффициенты в уравнении реакции.

2Са + О₂ = 2СаО

(коэффициент 2 идет пред формулами, где есть кальций)

14

Определение электроотрицательности элемента и

степени окисления

Электроотрицательность – способность атома элемента притягивать электроны для завершения внешнего слоя.

Слева направо и снизу вверх электроотрицательность увеличивается.

Посмотрите, какой из двух элементов стоит в таблице выше и правее.

Элемент, который стоит выше и правее, будет отрицательным. Например Р и О (правее и выше находится кислород).

Электроотрицательный элемент (О) пишем на втором месте.

Величину отрицательную степень окисления находим по числу электронов, которые элемент может принять до 8. (О – может принять 2е – находится в VI группе)

РО^-2

У другого элемента будет положительная степень окисления (у фосфора).

Величину положительной степени окисления определяем по числу электронов, которые элемент может отдать. Это число можно определить по номеру группы (у фосфора - V группа, поэтому он отдает 5 электронов).

Р⁺⁵О^-2

Затем сносим величины степеней окисления как индексы

Р₂⁺⁵О₅^-2

15

Распределение веществ по классам

неорганических соединений

Посмотрите из скольких элементов состоит вещество? Если их два и один из них кислород, то к какому классу относится вещество? (оксидам)

СаО

Если на первом месте в формуле вещества находится атомы водорода, а они связаны с кислотными остатками, то это? (кислоты)

Н₂SО₄

в формуле вещества обязательно присутствует гидроксогруппа – ОН (одна или несколько). Какой класс веществ? (основания).

Сu(ОН)₂

У представителей последнего класса веществ на первом месте в формуле находятся атомы металла и связаны с кислотным остатком. Как они называются? (соли).

МgSО₄

А теперь распределим данные вещества по классам неорганических соединений:

SО₂, НСI, NаОН, СаСI₂, Н₂SО₄, МgО, NaNО₃, Fe(ОН)₃

16

Определение условий, которые необходимы для смещения

химического равновесия

Химическое равновесие – это состояние, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.

Например:

N₂ + 3Н₂ = 2NН₃ +Q

Смещение равновесия проходит по принципу Ле-Шателье (если мы повышаем температуру, то система её понижает и т.д.)

В данной реакции:

N₂ + 3Н₂ = 2NН₃ + Q

→

необходимо сместить равновесие вправо.

Как определить условия?

а) Если вы видите знак +Q в этой стороне, то температуру необходимо понижать, если – Q, то температуру необходимо повышать (в данной реакции – необходимо понижать температуру).

б) Если увеличим концентрацию веществ в левой стороне, то равновесие сместится вправо и наоборот (если увеличить концентрацию N₂ и Н₂, то быстрее пойдет реакция вправо).

в) Необходимо изменить давление (если вещества газообразные). Для этого определим объемы газов в левой и правой стороне (по коэффициентам).

N₂ +3Н₂ = 2 NН₃

1 + 3 2

4 2

г) Нам надо сместить равновесие вправо, а в этой стороне объем меньше, поэтому давление наоборот повышаем.

Если же объем больше, то давление нужно понизить.

17

Решение задачи

Краткая запись условия задачи.

Напишите уравнение реакции.

Уточните формулы веществ по валентности:

Например: II I

МgCI₂

Расставьте коэффициенты:

Например:

Мg + 2НCI = МgCI₂ + Н₂↑

Над формулами напишите те цифры, которые даны в условии задачи:

Например:

Дано: 48г xл

M_Мg = 48г Мg + 2НСI = МgCI₂ + Н₂

НСI

Vн₂ - ?

5. Определите количество вещества (моль).

48г xл

Мg + 2НСI = МgCI₂ + Н₂

1 моль 1 моль

(число моль определяется по коэффициентам).

6.Посчитайте и подпишите массы веществ и объемы.

Например:

48г xл

Мg + 2НСI = МgCI₂ + Н₂

1 моль 1 моль

24г 22,4л

Составьте пропорцию (одна часть пропорции – верхние числа, а другая – нижние цифры).

48г Мg – x л Н₂

24г - 22,4 л

Решаем пропорцию (то, что стоит по диагонали от x записывать в знаменатель, а остальные цифры в числитель).

Записываем ответ:

Ответ: VН₂ = 44,8 л.

18

Задача I. 1. Вычисление объема газа /при нормальных условиях/ и количества вещества по указанному объему данного газа

19

Задача I. 2. Вычисление относительной плотности газов

Примечание: Плотность газа при н.у. вычисляют по формуле: p = М г/моль

22,4 л/моль

20

Задача II. 1. Решение задач по химическим уравнениям.

1. Вычисление массы вещества, вступившего в реакцию или получающегося в результате реакций

21

Задача II. 2. Вычисление массы, объема продуктов реакции по известной массе раствора с массовой долей /в %/ вступившего в реакцию вещества

22

Задача II. 3. Вычисления по термохимическим уравнениям

23

Задача II. 4. Вычисления по уравнениям реакций,

если одно из реагирующих веществ дано в избытке

24

Задача II. 5. Вычисления массовой /объемой/ доли выхода

продукта /в %/ от теоретически возможного

25

Задача II. 6. Вычисления массы /объема/ продукта реакции

по известному исходному веществу, содержащему

определенную массовую долю примесей (в процентах)

26

Задача III. 1. Выведение молекулярной формулы вещества на основании его плотности по водороду или по воздуху

и массовой доле элементов

27

Задача III. 2. Выведение формулы вещества по массе, объему или количеству вещества продуктов его сгорания

28

Химические свойства основных классов неорганических соединений

Относительные молекулярные массы оксидов,

кислот, солей и оснований

29

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/35338-algoritmy-po-himii