Institución educativa presupuestaria municipal
"Escuela Secundaria No. 37
Con estudio en profundidad artículos individuales"
Vyborg, región de Leningrado
"Resolución de problemas computacionales de mayor nivel de complejidad"
(materiales para preparar el examen)
profesor de química
Podkladova Lyubov Mijailovna
2015
Las estadísticas del Examen Estatal Unificado muestran que aproximadamente la mitad de los estudiantes hacen frente a la mitad de las tareas. Al analizar los resultados de verificar los resultados del USE en química para estudiantes de nuestra escuela, llegué a la conclusión de que es necesario fortalecer el trabajo para resolver problemas de cálculo, por lo que elegí tema metódico"Resolución de problemas de mayor complejidad".
Las tareas son un tipo especial de tareas que requieren que los estudiantes apliquen el conocimiento en la compilación de ecuaciones de reacción, a veces varias, compilando una cadena lógica al realizar cálculos. Como resultado de la decisión, se deben obtener nuevos hechos, información, valores de cantidades a partir de un determinado conjunto de datos iniciales. Si el algoritmo para completar una tarea se conoce de antemano, se convierte de una tarea en un ejercicio, cuyo objetivo es convertir habilidades en habilidades, llevándolas al automatismo. Por lo tanto, en las primeras clases para preparar a los estudiantes para el examen, les recuerdo los valores y las unidades de su medida.
Valor
Designacion
Unidades
en diferentes sistemas
g, mg, kg, t, ... * (1g \u003d 10 -3 kg)
l, ml, cm 3, m 3, ...
*(1ml \u003d 1cm 3, 1 m 3 \u003d 1000l)
Densidad
g/ml, kg/l, g/l,…
Pariente masa atomica
Peso molecular relativo
Masa molar
g/mol, …
Volumen molar
Vm o Vm
l / mol, ... (en n.o. - 22,4 l / mol)
Cantidad de sustancia
mol, kmol, mlmol
Densidad relativa de un gas sobre otro.
Fracción de masa de una sustancia en una mezcla o solución
Fracción de volumen de una sustancia en una mezcla o solución
Concentración molar
prostituta
Salida del producto de lo teóricamente posible
constante de Avogadro
N / A
6.02 10 23 mol-1
La temperatura
t0 o
Celsius
en la escala Kelvin
Presión
Pa, kPa, atmósfera, mm. rt. Arte.
constante universal de gas
8,31 J/mol∙K
Condiciones normales
t 0 \u003d 0 0 C o T \u003d 273K
P \u003d 101,3 kPa \u003d 1 atm \u003d 760 mm. rt. Arte.
Luego propongo un algoritmo para la resolución de problemas, que vengo utilizando desde hace varios años en mi trabajo.
"Un algoritmo para resolver problemas computacionales".
V(rra)V(rra)
↓ρ ∙ Vmetro/ ρ
metro(rra)metro(rra)
↓metro∙ ω metro/ ω
metro(en-va)metro(en-va)
↓ metro/ METROMETRO∙ norte
norte 1 (en-va)-- por tu distritos→ norte 2 (en-va)→
V(gasolina) / V METRO ↓ norte∙ V METRO
V 1 (gas)V 2 (gas)
Fórmulas utilizadas para resolver problemas.
norte = metro / METROnorte(gasolina) = V(gasolina) / V METRO norte = norte / norte A
ρ = metro / V
D = METRO 1 (gasolina) / METRO 2 (gasolina)
D(H 2 ) = METRO(gasolina) / 2 D(aire) = METRO(gasolina) / 29
(M (H 2) \u003d 2 g / mol; M (aire.) \u003d 29 g / mol)
ω = metro(en-va) / metro(mezclas o soluciones) = V(en-va) / V(mezclas o soluciones)
= metro(práctica) / metro(teoría) = norte(práctica) / norte(teoría) = V(práctica) / V(teoría)
C = norte / V
M (mezclas de gases) = V 1 (gasolina) ∙ METRO 1 (gasolina) + V 2 (gasolina) ∙ METRO 2 (gasolina) / V(mezclas de gases)
La ecuación de Mendeleev-Clapeyron:
PAGS∙ V = norte∙ R∙ T
Para pasando el examen, donde los tipos de tareas son bastante estándar (No. 24, 25, 26), el estudiante primero debe mostrar conocimiento de los algoritmos de cálculo estándar, y solo en la tarea No. 39 puede cumplir una tarea con un algoritmo indefinido para él .
La clasificación de problemas químicos de mayor complejidad se complica por el hecho de que la mayoría de ellos son problemas combinados. Dividí las tareas de cálculo en dos grupos.
1. Tareas sin usar ecuaciones de reacción. Se describe algún estado de la materia o un sistema complejo. Conociendo algunas características de este estado, es necesario encontrar otras. Un ejemplo serían las tareas:
1.1 Cálculos según la fórmula de la sustancia, las características de la porción de la sustancia
1.2 Cálculos según las características de la composición de la mezcla, solución.
Las tareas se encuentran en el Examen Estatal Unificado - No. 24. Para los estudiantes, la solución de tales problemas no causa dificultades.
2. Tareas que utilizan una o más ecuaciones de reacción. Para resolverlos, además de las características de las sustancias, es necesario utilizar las características de los procesos. En las tareas de este grupo se pueden distinguir los siguientes tipos de tareas de mayor complejidad:
2.1 Formación de soluciones.
1) ¿Qué masa de óxido de sodio debe disolverse en 33,8 ml de agua para obtener una solución de hidróxido de sodio al 4%?
Encontrar:
m (Na2O)
Dado:
V (H2O) = 33,8 ml
ω(NaOH) = 4%
ρ (H 2 O) \u003d 1 g / ml
M (NaOH) \u003d 40 g / mol
m (H2O) = 33,8 g
Na 2 O + H 2 O \u003d 2 NaOH
1 mol 2 mol
Sea la masa de Na 2 O = x.
n (Na 2 O) \u003d x / 62
n(NaOH) = x/31
m(NaOH) = 40x /31
m (solución) = 33.8 + x
0,04 = 40x /31 ∙ (33.8+x)
x \u003d 1,08, m (Na2O) \u003d 1,08 g
Respuesta: m (Na 2 O) \u003d 1,08 g
2) A 200 ml de solución de hidróxido de sodio (ρ \u003d 1,2 g / ml) con una fracción de masa de álcali del 20% se agregó sodio metálico con un peso de 69 g.
¿Cuál es la fracción de masa de la sustancia en la solución resultante?
Encontrar:
ω2 (NaOH)
Dado:
Solución de V (NaO H ) = 200 ml
ρ (solución) = 1,2 g/ml
ω 1 (NaOH) \u003d 20%
m (Na) \u003d 69 g
M (Na) \u003d 23 g / mol
El sodio metálico interactúa con el agua en una solución alcalina.
2Na + 2H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2
1 mol 2 mol
m 1 (p-ra) = 200 ∙ 1,2 = 240 (gramos)
m 1 (NaOH) en va \u003d 240 ∙ 0,2 = 48 (gramos)
n (Na) \u003d 69/23 \u003d 3 (mol)
n 2 (NaOH) \u003d 3 (mol)
m 2 (NaOH) \u003d 3 ∙ 40 = 120 (gramos)
m totales (NaOH) \u003d 120 + 48 \u003d 168 (g)
n (H2) \u003d 1,5 mol
m (H 2) \u003d 3 g
m (p-ra después de p-ción) \u003d 240 + 69 - 3 \u003d 306 (g)
ω 2 (NaOH) \u003d 168 / 306 \u003d 0.55 (55%)
Respuesta: ω 2 (NaOH) \u003d 55%
3) ¿Cuál es la masa de óxido de selenio (VI) se debe agregar a 100 g de una solución de ácido selénico al 15% para duplicar su fracción de masa?
Encontrar:
m (SeO3)
Dado:
m 1 (H 2 SeO 4) solución = 100 g
ω1 (H2SeO4) = 15%
ω2 (H2SeO4) = 30%
M (SeO 3) \u003d 127 g / mol
M (H 2 SeO 4) \u003d 145 g / mol
m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 g
SeO 3 + H 2 O \u003d H 2 SeO 4
1 mol 1 mol
Sea m (SeO 3) = x
n(SeO3) = x/127 = 0,0079x
n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x
m 2 (H 2 SeO 4 ) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x
m totales (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15
m 2 (r-ra) \u003d 100 + x
ω (NaOH) \u003d m (NaOH) / m (solución)
0,3 = (1,1455x + 1) / 100 + x
x = 17,8, m (SeO3) = 17,8 g
Respuesta: m (SeO 3) = 17,8 g
2.2 Cálculo por ecuaciones de reacción cuando una de las sustancias está en exceso /
1) A una solución que contenía 9,84 g de nitrato de calcio se le añadió una solución que contenía 9,84 g de ortofosfato de sodio. El precipitado formado se filtró y el filtrado se evaporó. Determinar las masas de los productos de reacción y la composición del residuo seco en fracciones de masa después de la evaporación del filtrado, suponiendo que se forman sales anhidras.
Encontrar:
ω (NaNO3)
ω (Na3PO4)
Dado:
m (Ca (NO3) 2) \u003d 9,84 g
m (Na3PO4) \u003d 9,84 g
M (Na3PO4) = 164 g/mol
M (Ca (NO 3) 2) \u003d 164 g / mol
M (NaNO3) \u003d 85 g / mol
M (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 g / mol
2Na 3 PO 4 + 3 Сa (NO 3) 2 \u003d 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4) 2 ↓
2 Topo 3 Topo 6 Topo 1 Topo
n (Сa(NO 3 ) 2 ) total = n (Na3PO4) total. = 9,84/164 =
Ca (NO3) 2 0,06 / 3< 0,06/2 Na 3 PO 4
Na 3 PO 4 se toma en exceso,
realizamos cálculos para n (Сa (NO 3) 2).
n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0,02 mol
m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 310 ∙ 0.02 \u003d 6.2 (g)
n (NaNO3) \u003d 0,12 mol
m (NaNO3) \u003d 85 ∙ 0.12 \u003d 10.2 (g)
La composición del filtrado incluye una solución de NaNO 3 y
solución de exceso de Na 3 PO 4.
n proreaccionar. (Na 3 PO 4) \u003d 0.04 mol
descanso (Na 3 PO 4) \u003d 0.06 - 0.04 \u003d 0.02 (mol)
descanso (Na 3 PO 4) \u003d 164 ∙ 0.02 \u003d 3.28 (g)
El residuo seco contiene una mezcla de sales de NaNO 3 y Na 3 PO 4 .
m (descanso seco) \u003d 3.28 + 10.2 \u003d 13.48 (g)
ω (NaNO 3 ) \u003d 10.2 / 13.48 \u003d 0.76 (76%)
ω (Na 3 PO 4) \u003d 24%
Respuesta: ω (NaNO 3) = 76%, ω (Na 3 PO 4) = 24%
2) ¿Cuántos litros de cloro se liberarán si 200 ml de 35% de ácido clorhídrico
(ρ \u003d 1,17 g / ml) agregue 26,1 g de óxido de manganeso (IV) ? ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio en una solución fría reaccionarán con esta cantidad de cloro?
Encontrar:
V(Cl2)
m (NaO·H)
Dado:
m (MnO2) = 26,1 g
ρ (solución de HCl) = 1,17 g/ml
ω(HCl) = 35%
V (HCl) solución) = 200 ml.
M (MnO 2) \u003d 87 g / mol
M (HCl) \u003d 36,5 g / mol
M (NaOH) \u003d 40 g / mol
V (Cl2) = 6,72 (l)
m (NaOH) = 24 (g)
MnO 2 + 4 HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O
1 mol 4 mol 1 mol
2 NaO H + Cl 2 = Na Cl + Na ClO + H 2 O
2 moles 1 mol
n (MnO 2) \u003d 26.1 / 87 \u003d 0.3 (mol)
solución m (НCl) = 200 ∙ 1,17 = 234 (gramos)
m totales (НCl) = 234 ∙ 0,35 = 81,9 (gramos)
n (НCl) \u003d 81.9 / 36.5 \u003d 2.24 (mol)
0,3 < 2.24 /4
HCl - en exceso, cálculos para n (MnO 2)
n (MnO 2) \u003d n (Cl 2) \u003d 0,3 mol
V (Cl2) \u003d 0.3 ∙ 22,4 = 6,72 (l)
n(NaOH) = 0,6 moles
m(NaOH) = 0,6 ∙ 40 = 24 (d)
2.3 Composición de la solución obtenida durante la reacción.
1) En 25 ml de solución de hidróxido de sodio al 25% (ρ \u003d 1,28 g / ml) se disuelve el óxido de fósforo (V) obtenido por oxidación de 6,2 g de fósforo. ¿Cuál es la composición de la sal y cuál es su fracción de masa en solución?
Encontrar:
ω (sales)
Dado:
V (NaOH) solución = 25 ml
ω(NaOH) = 25%
m (P) = 6,2 g
ρ (NaOH) solución = 1,28 g/ml
M (NaOH) \u003d 40 g / mol
M (P) \u003d 31 g / mol
M (P 2 O 5) \u003d 142 g / mol
M (NaH 2 PO 4) \u003d 120 g / mol
4P + 5O 2 \u003d 2 P 2 O 5
4 mol 2 mol
6 NaOH + P 2 O 5 \u003d 2 Na 3 RO 4 + 3 H 2 O
4 NaO H + P 2 O 5 \u003d 2 Na 2 H PO 4 + H 2 O
n (P) \u003d 6.2 / 31 \u003d 0.2 (mol)
n (P 2 O 5) = 0,1 mol
m (P 2 O 5) \u003d 0.1 ∙ 142 = 14,2 (gramos)
m (NaO H ) solución = 25 ∙ 1,28 = 32 (gramos)
m (NaO H) en va \u003d 0.25 ∙ 32 = 8 (gramos)
n (NaO H) en va \u003d 8/40 \u003d 0.2 (mol)
Según la relación cuantitativa de NaO H y P 2 O 5
se puede concluir que se forma la sal ácida NaH 2 PO 4 .
2 NaO H + P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 NaH 2 PO 4
2mol 1mol 2mol
0,2 mol 0,1 mol 0,2 mol
n (NaH2PO4) = 0,2 mol
m (NaH 2 PO 4) \u003d 0.2 ∙ 120 = 24 (gramos)
m (p-ra después de p-ción) \u003d 32 + 14.2 \u003d 46.2 (g)
ω (NaH 2 PO 4) \u003d 24 / 46.2 \u003d 0 52 (52%)
Respuesta: ω (NaH 2 PO 4) = 52%
2) Al electrolizar 2 litros de una solución acuosa de sulfato de sodio con una fracción de masa de sal 4%
(ρ = 1.025 g/ml) Se liberaron 448 l de gas (n.o.) sobre el ánodo insoluble Determinar la fracción de masa de sulfato de sodio en la solución después de la electrólisis.
Encontrar:
m (Na2O)
Dado:
V (r-ra Na 2 SO 4) \u003d 2l \u003d 2000 ml
ω (Na2SO4) = 4%
ρ (r-ra Na 2 SO 4) \u003d 1 g / ml
M (H 2 O) \u003d 18 g / mol
V (O 2) \u003d 448 l
VM \u003d 22,4 l / mol
Durante la electrólisis del sulfato de sodio, el agua se descompone y el oxígeno gaseoso se libera en el ánodo.
2 H 2 O \u003d 2 H 2 + O 2
2 mol 1 mol
n (O 2) \u003d 448 / 22.4 \u003d 20 (mol)
n (H2O) \u003d 40 mol
m (H 2 O ) descomp. = 40 ∙ 18 = 720 (gramos)
m (r-ra a el-za) = 2000 ∙ 1,025 = 2050 (gramos)
m (Na2SO4) en-va \u003d 2050 ∙ 0,04 = 82 (gramos)
m (solución después de el-za) \u003d 2050 - 720 \u003d 1330 (g)
ω (Na2SO4) \u003d 82 / 1330 \u003d 0.062 (6.2%)
Respuesta: ω (Na 2 SO 4 ) = 0,062 (6,2 %)
2.4 En la reacción entra una mezcla de composición conocida, es necesario encontrar porciones de reactivos gastados y/o productos obtenidos.
1) Determinar el volumen de la mezcla gaseosa de óxido de azufre (IV) y nitrógeno, que contiene un 20 % en masa de anhídrido sulfuroso, que debe pasarse por 1000 g de una solución de hidróxido de sodio al 4 % para que las fracciones másicas de sales formadas en la solución sean iguales.
Encontrar:
V (gases)
Dado:
m(NaOH) = 1000 g
ω(NaOH) = 4%
m (sal mediana) =
m (sal ácida)
M (NaOH) \u003d 40 g / mol
Respuesta: V (gases) = 156,8
NaOH + SO2 = NaHSO3 (1)
1 Topo 1 Topo
2NaO H + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)
2 mol 1 mol
m (NaOH) en-va \u003d 1000 ∙ 0,04 = 40 (gramos)
n(NaOH) = 40/40 = 1 (mol)
Sea n 1 (NaOH) \u003d x, luego n 2 (NaOH) \u003d 1 - x
n 1 (SO 2) \u003d n (NaHSO 3) \u003d x
M (NaHSO 3) \u003d 104 x n 2 (SO 2) \u003d (1 - x) / 2 \u003d 0,5 ∙ (1x)
m (Na 2 SO 3) \u003d 0.5 ∙ (1x) ∙ 126 \u003d 63 (1 - x)
104 x \u003d 63 (1 - x)
x = 0,38 moles
n 1 (SO 2 ) \u003d 0.38 mol
n 2 (SO 2 ) = 0,31 mol
en total (SO 2 ) = 0,69 mol
m totales (SO 2) \u003d 0.69 ∙ 64 \u003d 44.16 (g): este es el 20% de la masa de la mezcla de gases. La masa de nitrógeno gaseoso es del 80%.
m (N 2) \u003d 176,6 g, n 1 (N 2) \u003d 176,6 / 28 \u003d 6,31 mol
en total (gases) \u003d 0.69 + 6.31 \u003d 7 mol
V (gases) = 7 ∙ 22,4 = 156,8 (l)
2) Al disolver 2,22 g de una mezcla de limaduras de hierro y aluminio en una solución de ácido clorhídrico al 18,25% (ρ = 1,09 g/ml) Se liberaron 1344 ml de hidrógeno (n.o.). Encuentre el porcentaje de cada metal en la mezcla y determine el volumen de ácido clorhídrico requerido para disolver 2.22 g de la mezcla.
Encontrar:
ω(Fe)
ω(Al)
Solución de V (HCl)
Dado:
m (mezclas) = 2,22 g
ρ (solución de HCl) = 1,09 g/ml
ω(HCl) = 18,25%
M (Fe) \u003d 56 g / mol
M (Al) \u003d 27 g / mol
M (HCl) \u003d 36,5 g / mol
Respuesta: ω (Fe) = 75,7%,
ω(Al) = 24,3%,
V (HCl) solución) = 22 ml.
Fe + 2HCl \u003d 2 FeCl2 + H2
1 mol 2 mol 1 mol
2Al + 6HCl \u003d 2AlCl3 + 3H2
2 mol 6 mol 3 mol
n (H2) \u003d 1.344 / 22.4 \u003d 0.06 (mol)
Sea m (Al) \u003d x, luego m (Fe) \u003d 2.22 - x;
n 1 (H 2) \u003d n (Fe) \u003d (2.22 - x) / 56
n (Al) \u003d x / 27
n 2 (H 2) \u003d 3x / 27 ∙ 2 = x / 18
x / 18 + (2.22 - x) / 56 \u003d 0.06
x \u003d 0,54, m (Al) \u003d 0,54 g
ω (Al) = 0,54 / 2,22 = 0,243 (24,3%)
ω(Fe) = 75,7%
n (Al) = 0,54 / 27 = 0,02 (mol)
m (Fe) \u003d 2,22 - 0,54 \u003d 1,68 (g)
n (Fe) \u003d 1.68 / 56 \u003d 0.03 (mol)
n 1 (НCl) = 0,06 mol
n(NaOH) = 0,05 moles
m solución (NaOH) = 0,05 ∙ 40/0,4 = 5 (gramos)
V (HCl) solución = 24 / 1,09 = 22 (ml)
3) El gas obtenido al disolver 9,6 g de cobre en ácido sulfúrico concentrado se pasó por 200 ml de solución de hidróxido de potasio (ρ = 1g/ml, ω (A Vaya) = 2,8%. ¿Cuál es la composición de la sal? Determina su masa.
Encontrar:
m (sales)
Dado:
m(Cu) = 9,6 g
V (KO H) solución = 200 ml
ω (KOH) \u003d 2.8%
ρ (H 2 O) \u003d 1 g / ml
M (Cu) \u003d 64 g / mol
M (KOH) \u003d 56 g / mol
M (KHSO 3) \u003d 120 g / mol
Respuesta: m (KHSO 3) = 12 g
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
1 Topo 1 Topo
KO H + SO 2 \u003d KHSO 3
1 Topo 1 Topo
2 KO H + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + H 2 O
2 mol 1 mol
n (SO 2) \u003d n (Cu) \u003d 6.4 / 64 \u003d 0.1 (mol)
m (KO H) solución = 200 g
m (KO H) en va \u003d 200 g ∙ 0,028 = 5,6 gramos
n (KO H) \u003d 5.6 / 56 \u003d 0.1 (mol)
De acuerdo con la relación cuantitativa de SO 2 y KOH, se puede concluir que se forma la sal ácida KHSO 3.
KO H + SO 2 \u003d KHSO 3
1 mol 1 mol
n (KHSO3) = 0,1 mol
m (KHSO3) = 0,1 ∙ 120 = 12 gramos
4) Después de 100 ml de una solución de cloruro férrico al 12,33% (Yo) (ρ =1.03g/ml) pasó cloro hasta la concentración de cloruro férrico (tercero) en la solución no llegó a ser igual a la concentración de cloruro férrico (Yo). Determinar el volumen de cloro absorbido (N.O.)
Encontrar:
V(Cl2)
Dado:
V (FeCl2) = 100 ml
ω (FeCl2) = 12,33%
ρ (r-ra FeCl 2) \u003d 1,03 g / ml
M (FeCl2) \u003d 127 g / mol
M (FeCl3) \u003d 162,5 g / mol
VM \u003d 22,4 l / mol
m (FeCl 2 ) solución = 1,03 ∙ 100 = 103 (gramos)
m (FeCl 2) p-in-va \u003d 103 ∙ 0,1233 = 12,7 (gramos)
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
2 mol 1 mol 2 mol
Sea n (FeCl 2 ) prorreactivo. \u003d x, luego n (FeCl 3) arr. = x;
m (FeCl 2 ) proreaccionan. = 127x
m (FeCl 2 ) resto. = 12,7 - 127x
m (FeCl3) arr. = 162,5x
Según la condición del problema m (FeCl 2 ) resto. \u003d m (FeCl3)
12,7 - 127x = 162,5x
x \u003d 0.044, n (FeCl 2) prorreaccionar. = 0,044 moles
n (Cl2) \u003d 0.022 mol
V (Cl2) \u003d 0.022 ∙ 22,4 = 0,5 (l)
Respuesta: V (Cl 2) \u003d 0.5 (l)
5) Después de calcinar una mezcla de carbonatos de magnesio y calcio, la masa del gas liberado resultó ser igual a la masa del residuo sólido. Determinar las fracciones de masa de las sustancias en la mezcla inicial. ¿Qué volumen de dióxido de carbono (N.O.) pueden absorber 40 g de esta mezcla, que está en forma de suspensión?
Encontrar:
ω (MgCO3)
ω (CaCO3)
Dado:
m (producto sólido) \u003d m (gas)
m ( mezclas de carbonatos)=40g
M (MgO) \u003d 40 g / mol
MCaO = 56 g/mol
M (CO2) \u003d 44 g / mol
M (MgCO3) \u003d 84 g / mol
M (CaCO3) \u003d 100 g / mol
1) Realizaremos cálculos utilizando 1 mol de una mezcla de carbonatos.
MgCO 3 \u003d MgO + CO 2
1 mol 1 mol 1 mol
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
1 mol 1 mol 1 mol
Sea n (MgCO 3) \u003d x, luego n (CaCO 3) \u003d 1 - x.
n (MgO) = x, n (CaO) = 1 - x
m(MgO) = 40x
m (СаO) = 56 ∙ (1 - x) \u003d 56 - 56x
De una mezcla tomada en una cantidad de 1 mol, se forma dióxido de carbono en una cantidad de 1 mol.
m (CO2) = 44.g
m (prod.tv.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x
56 - 16x = 44
x = 0,75,
n (MgCO3) = 0,75 mol
n (CaCO3) = 0,25 mol
m (MgCO3) \u003d 63 g
m (CaCO3) = 25 g
m (mezclas de carbonatos) = 88 g
ω (MgCO3) \u003d 63/88 \u003d 0,716 (71,6%)
ω (CaCO3) = 28,4%
2) Una suspensión de una mezcla de carbonatos, al pasar dióxido de carbono, se convierte en una mezcla de hidrocarburos.
MgCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Mg (HCO 3) 2 (1)
1 Topo 1 Topo
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2 (2)
1 mol 1 mol
m (MgCO3) \u003d 40 ∙ 0,75 = 28,64 (gramos)
n 1 (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 28.64 / 84 \u003d 0.341 (mol)
m (CaCO3) = 11,36 g
n 2 (CO 2) \u003d n (CaCO 3) \u003d 11.36 / 100 \u003d 0.1136 mol
en total (CO2) \u003d 0.4546 mol
V (CO 2 ) = n total (CO2) ∙ VM = 0,4546 ∙ 22,4 = 10,18 (l)
Respuesta: ω (MgCO 3 ) = 71,6 %, ω (CaCO 3 ) = 28,4 %,
V (CO 2 ) \u003d 10,18 litros.
6) Una mezcla de polvos de aluminio y cobre que pesa 2,46 g se calentó en una corriente de oxígeno. El sólido resultante se disolvió en 15 ml de una solución de ácido sulfúrico (fracción de masa de ácido 39,2%, densidad 1,33 g/ml). La mezcla se disolvió completamente sin desprendimiento de gas. Para neutralizar el exceso de ácido se necesitaron 21 ml de solución de bicarbonato de sodio con una concentración de 1,9 mol/l. Calcular las fracciones de masa de metales en la mezcla y el volumen de oxígeno (N.O.) que reaccionó.
Encontrar:
ω(Al); ω(Cu)
V(O2)
Dado:
m (mezclas) = 2,46 g
V (NaHCO 3 ) = 21 ml =
0,021 litros
V (H 2 SO 4 ) = 15 ml
ω(H2SO4) = 39,2%
ρ (H 2 SO 4 ) \u003d 1,33 g / ml
C (NaHCO3) \u003d 1,9 mol / l
M (Al) \u003d 27 g / mol
М(Cu)=64 g/mol
M (H 2 SO 4) \u003d 98 g / mol
V m \u003d 22,4 l / mol
Respuesta: ω (Al ) = 21,95%;
ω ( cobre) = 78.05%;
V (O 2) = 0,672
4Alabama + 3O 2 = 2Alabama 2 O 3
4mol 3mol 2mol
2cobre + O 2 = 2CuO
2mol 1mol 2mol
Alabama 2 O 3 + 3H 2 ASI QUE 4 = Al 2 (ASI QUE 4 ) 3 + 3H 2 O(1)
1 Topo 3 Topo
CuO+H 2 ASI QUE 4 = Cu SO 4 + H 2 O(2)
1 Topo 1 Topo
2 NaHCO 3 + H 2 ASI QUE 4 = na 2 ASI QUE 4 + 2H 2 O+ ASI QUE 2 (3)
2 moles 1 mol
metro (H 2 ASI QUE 4) solución = 15 ∙ 1,33 = 19,95 (gramos)
metro (H 2 ASI QUE 4) en-va = 19,95 ∙ 0,393 = 7,8204 (gramos)
n ( H 2 ASI QUE 4) total = 7,8204/98 = 0,0798 (mol)
norte (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0,021 = 0,0399 (mol)
norte 3 (H 2 ASI QUE 4 ) = 0,01995 ( Topo )
norte 1+2 (H 2 ASI QUE 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 ( Topo )
4) Dejar 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 Topo
27x + 64y = 2,46
y=0,03; n(Cu)=0.03 Topo
m(Al) = 0,02∙ 27 = 0,54
ω (Al) = 0,54 / 2,46 = 0,2195 (21,95%)
ω (Cu) = 78,05%
norte 1 (O 2 ) = 0.015 Topo
norte 2 (O 2 ) = 0.015 Topo
norte común . (O 2 ) = 0.03 Topo
V(O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 ( yo )
7) Al disolver 15.4 g de una aleación de potasio con sodio en agua, se liberaron 6.72 litros de hidrógeno (n.o.) Determinar la relación molar de metales en la aleación.
Encontrar:
n (K) : n( N / A)
metro (N / A 2 O)
Dado:
metro(aleación) = 15,4 g
V (H 2) = 6,72 litros
M ( N / A) =23 g/mol
m (k) \u003d 39 g/mol
norte (K) : norte ( N / A) = 1: 5
2K + 2 H 2 O= 2K Vaya+ H 2
2 moles 1 mol
2N / A + 2H 2 O = 2 NaOH+ H 2
2 moles 1 mol
Sea n(K) = X, norte ( N / A) = y, entonces
n1 (H2) = 0,5 x; n 2 (H 2) \u003d 0.5y
n (H 2 ) \u003d 6.72 / 22.4 \u003d 0.3 (mol)
metro(K) = 39 X; metro (N / A) = 23 años
39x + 23y = 15,4
x = 0,1, norte(K) = 0,1 mol;
0,5x + 0,5y = 0,3
y = 0.5, norte ( N / A) = 0,5 moles
8) Al procesar 9 g de una mezcla de aluminio con óxido de aluminio con una solución de hidróxido de sodio al 40% (ρ \u003d 1,4 g / ml) Se liberaron 3,36 l de gas (n.o.). Determine las fracciones de masa de las sustancias en la mezcla inicial y el volumen de la solución alcalina que entró en la reacción.
Encontrar:
ω (Alabama)
ω (Alabama 2 O 3)
V r-ra ( NaOH)
Dado:
METRO(ver) = 9 g
V(H 2) = 33,8 ml
ω (NaOH) = 40%
METRO( Alabama) = 27 g/mol
METRO( Alabama 2 O 3) = 102 g/mol
METRO( NaOH) = 40 g/mol
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
2 Topo 2 Topo 3 Topo
Alabama 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na
1mol 2mol
n ( H 2) \u003d 3.36 / 22.4 \u003d 0.15 (mol)
n ( Alabama) = 0,1 moles metro (Alabama) = 2,7g
ω (Al) = 2,7 / 9 = 0,3 (30%)
ω(Al 2 O 3 ) = 70%
m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 ( GRAMO )
n(Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 ( Topo )
norte 1 (NaOH) = 0,1 Topo
norte 2 (NaOH) = 0,12 Topo
norte común . (NaOH) = 0,22 Topo
metro R - real academia de bellas artes (NaOH) = 0,22∙ 40 /0.4 = 22 ( GRAMO )
V R - real academia de bellas artes (NaOH) = 22 / 1,4 = 16 ( ml )
Responder : ω(Al) = 30%, ω(Al 2 O 3 ) = 70%, V R - real academia de bellas artes (NaOH) = 16 ml
9) Una aleación de aluminio y cobre que pesa 2 g se trató con una solución de hidróxido de sodio, con una fracción de masa de álcali 40% (ρ = 1,4 g/ml). El precipitado no disuelto se filtró, se lavó y se trató con solución de ácido nítrico. La mezcla resultante se evaporó a sequedad y el residuo se calcinó. La masa del producto resultante fue de 0,8 g Determine la fracción de masa de metales en la aleación y el volumen de la solución de hidróxido de sodio gastada.
Encontrar:
ω (cobre); ω (Alabama)
V r-ra ( NaOH)
Dado:
metro(mezcla)=2 g
ω (NaOH)=40%
METRO( Alabama)=27g/mol
METRO( cobre)=64 g/mol
METRO( NaOH)=40g/mol
El álcali disuelve solo el aluminio.
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3 H 2
2mol 2mol 3mol
El cobre es un residuo no disuelto.
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3 ) 2 +4H 2 O + 2 NO
3 Topo 3 Topo
2Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 +O 2
2mol 2mol
norte (CuO) = 0,8 / 80 = 0,01 (mol)
n (CuO) = n (Cu(NO 3 ) 2 ) = n(Cu) = 0,1 Topo
m(Cu) = 0,64 GRAMO
ω (Cu) = 0,64 / 2 = 0,32 (32%)
ω(Al) = 68%
metro(Alabama) = 9 - 0,64 = 1,36 (g)
n ( Alabama) = 1,36 / 27 = 0,05 (mol)
n ( NaOH) = 0,05 moles
metro r-ra ( NaOH) = 0,05 ∙ 40 / 0,4 = 5 (gramos)
V r-ra ( NaOH) = 5 / 1,43 = 3,5 (ml)
Responder: ω (cobre) = 32%, ω (Alabama) = 68%, V r-ra ( NaOH) = 3,5ml
10) Se calcinó una mezcla de nitratos de potasio, cobre y plata, con un peso de 18,36 g, el volumen de gases liberados fue de 4,32 l (n.o.). El residuo sólido se trató con agua, después de lo cual su masa disminuyó en 3,4 g Encuentre las fracciones de masa de nitratos en la mezcla inicial.
Encontrar:
ω (KNO 3 )
ω (Cu(NO 3 ) 2 )
ω (AgNO 3)
Dado:
metro(mezclas) = 18,36 g
∆metro(difícil. descansar.)=3.4g
V (CO 2) = 4,32 litros
M(K NO 2) \u003d 85 g / mol
M(K NO 3) =101 g/mol
2K NO 3 = 2K NO 2 + O 2 (1)
2 mol 2 mol 1 mol
2Cu(NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 +O 2 (2)
2 mol 2 mol 4 mol 1 mol
2 AgNO 3 = 2 agricultura + 2 NO 2 + O 2 (3)
2 mol 2 mol 2 mol 1 mol
CuO + 2H 2 O= interacción no posible
agricultura+ 2H 2 O= interacción no posible
A NO 2 + 2H 2 O= disolución de sal
El cambio en la masa del residuo sólido ocurrió debido a la disolución de la sal, por lo tanto:
metro(A NO 2) = 3,4g
n(K NO 2) = 3,4 / 85 = 0,04 (mol)
n(K NO 3) = 0,04 (mol)
metro(A NO 3) = 0,04∙ 101 = 4,04 (gramos)
ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)
norte 1 (O 2) = 0,02 (mol)
en total (gases) = 4,32 / 22,4 = 0,19 (mol)
n 2+3 (gases) = 0,17 (mol)
metro(mezclas sin K NO 3) \u003d 18.36 - 4.04 \u003d 14.32 (g)
Dejar m (Cu(NO 3 ) 2 ) = x, después m (AgNO 3 ) = 14,32 – x.
n (Cu(NO 3 ) 2 ) = x / 188,
norte (AgNO 3) = (14,32 – X) / 170
n 2 (gases) = 2.5x / 188,
n 3 (gases) = 1,5 ∙ (14.32 - x) / 170,
2,5x/188 + 1,5 ∙ (14.32 - x) / 170 \u003d 0.17
X = 9,75, m (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 GRAMO
ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)
ω (AgNO 3 ) = 24,09%
Responder : ω (KNO 3 ) = 22%, ω (Cu(NO 3 ) 2 ) = 53,1%, ω (AgNO 3 ) = 24,09%.
11) Se calcinó una mezcla de hidróxido de bario, carbonatos de calcio y magnesio con un peso de 3,05 g para eliminar las sustancias volátiles. La masa del residuo sólido fue de 2,21 g. Los productos volátiles se llevaron a condiciones normales y el gas se pasó a través de una solución de hidróxido de potasio, cuya masa aumentó en 0,66 g. Encuentre las fracciones de masa de las sustancias en la mezcla inicial.
ω (A a(O h) 2)
ω (DE a DE O 3)
ω (miligramos DE O 3)
metro(mezcla) = 3,05 g
metro(reposo sólido) = 2,21 g
∆ metro(KOH) = 0,66 g
M ( H 2 O) =18 g/mol
M (CO2) \u003d 44 g / mol
METRO (B a(O H) 2) \u003d 171 g / mol
M (CaCO2) \u003d 100 g / mol
M ( miligramos CO2) \u003d 84 g / mol
A a(O H) 2 = H 2 O+V aO
1 mol 1 mol
DE a DE O 3 \u003d CO 2 + C aO
1 mol 1 mol
miligramos DE O 3 \u003d CO2 + MgO
1 mol 1 mol
La masa de KOH aumentó debido a la masa de CO 2 absorbido
KOH + CO2 →…
Según la ley de conservación de la masa de las sustancias
metro (H 2 O) \u003d 3.05 - 2.21 - 0.66 \u003d 0.18 g
n ( H 2 O) = 0,01 moles
norte (B a(O H) 2) = 0,01 moles
metro(A a(O H) 2) = 1,71 g
ω (A a(O H) 2) = 1,71 / 3,05 = 0,56 (56%)
metro(carbonatos) = 3,05 - 1,71 = 1,34 g
Dejar metro(DE a DE O 3) = X, después metro(DE a DE O 3) = 1,34 – X
n 1 (C O 2) = norte (C a DE O 3) = X /100
n 2 (C O 2) = norte ( miligramos DE O 3) = (1,34 - X)/84
X /100 + (1,34 - X)/84 = 0,015
X = 0,05, metro(DE a DE O 3) = 0,05g
ω (DE a DE O 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)
ω (miligramos DE O 3) =28%
Responder: ω (A a(O H) 2) = 56%, ω (DE a DE O 3) = 16%, ω (miligramos DE O 3) =28%
2.5 Una sustancia desconocida entra en la reacción o / se forma durante la reacción.
1) Cuando un compuesto de hidrógeno de un metal monovalente interactuó con 100 g de agua, se obtuvo una solución con una fracción de masa de una sustancia de 2,38%. La masa de la solución resultó ser 0,2 g menos que la suma de las masas de agua y el compuesto de hidrógeno inicial. Determine qué conexión se tomó.
Encontrar:
Dado:
metro (H 2 O) = 100 gramos
ω (Yo Vaya) = 2,38%
∆ metro(solución) = 0,2 g
M ( H 2 O) = 18 g/mol
Hombres + H 2 O= yo Vaya+ H 2
1 mol 1 mol 1 mol
0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol
La masa de la solución final disminuyó por la masa de hidrógeno gaseoso.
n (H 2 ) \u003d 0.2 / 2 \u003d 0.1 (mol)
n ( H 2 O) proreaccionar. = 0,1 moles
metro (H 2 O) proreag = 1,8 g
metro (H 2 O en solución) = 100 - 1,8 = 98,2 (gramos)
ω (Yo Vaya) = metro(Yo Vaya) / metro(r-ra g/mol
Dejar metro(Yo Vaya) = x
0.0238 = x / (98.2 + X)
X = 2,4, metro(Yo O H) = 2,4 g
norte(Yo O H) = 0,1 moles
m (yo O H) \u003d 2.4 / 0.1 \u003d 24 (g / mol)
M (Me) = 7 g/mol
Yo - li
Responder: li NORTE.
2) Cuando se disuelven 260 g de un metal desconocido en ácido nítrico muy diluido, se forman dos sales: Me (norteO 3 ) 2 yX. cuando se calientaXcon hidróxido de calcio, se libera gas, que con ácido fosfórico forma 66 g de hidroortofosfato de amonio. Determinar la fórmula del metal y la sal.X.
Encontrar:
Dado:
metro(Yo) = 260 g
metro ((NUEVA HAMPSHIRE 4) 2 HPO 4) = 66g
M (( NUEVA HAMPSHIRE 4) 2 HPO 4) =132 g/mol
Responder: zinc, sal - NUEVA HAMPSHIRE 4 NO 3.
4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 +NH 4 NO 3 + 3H 2 O
4 Topo 1 Topo
2NH 4 NO 3 +Ca(OH) 2 = Ca(NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2H 2 O
2 Topo 2 Topo
2NH 3 + H 3 correos 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4
2 mol 1 mol
norte ((NUEVA HAMPSHIRE 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0,5 (mol)
norte (norte H3) = norte (NUEVA HAMPSHIRE 4 NO 3) = 1 mol
n (Me) = 4 mol
M (Me) = 260/4 = 65 g/mol
Yo - zinc
3) En 198,2 ml de solución de sulfato de aluminio (ρ = 1 g/ml) bajó una placa de un metal divalente desconocido. Después de algún tiempo, la masa de la placa disminuyó en 1,8 g y la concentración de la sal formada fue del 18%. Definir metal.
Encontrar:
ω 2 (NaOH)
Dado:
V solución = 198,2 ml
ρ (solución) = 1 g/ml
ω 1 (sal) = 18%
∆metro(pra) \u003d 1,8 g
M ( Alabama) =27 g/mol
Alabama 2 (ASI QUE 4 ) 3 + 3Me = 2Al+ 3MeSO 4
3 Topo 2 Topo 3 Topo
metro(r-ra a r-ción) = 198.2 (g)
metro(p-ra después de p-ción) \u003d 198.2 + 1.8 \u003d 200 (g)
metro (MeSO 4) en-va \u003d 200 ∙ 0,18 = 36 (gramos)
Sea M (Me) = x, entonces M ( MeSO 4) = x + 96
n ( MeSO 4) = 36 / (x + 96)
n (yo) \u003d 36 / (x + 96)
metro(Yo) = 36 X/ (x + 96)
n ( Alabama) = 24 / (x + 96),
metro (Alabama) = 24 ∙ 27/(x+96)
metro(Yo) ─ metro (Alabama) = ∆metro(rra)
36X/ (x + 96) ─ 24 ∙ 27 / (x + 96) = 1,8
x \u003d 24, M (Me) \u003d 24 g / mol
Metal - miligramos
Responder: miligramos.
4) Durante la descomposición térmica de 6,4 g de sal en un recipiente de 1 l de capacidad a 300,3 0 Con una presión de 1430 kPa. Determine la fórmula de la sal si, durante su descomposición, se forman agua y un gas poco soluble en ella.
Encontrar:
fórmula de sal
Dado:
metro(sal) = 6,4 g
V(recipiente) = 1 l
P = 1430 kPa
t=300.3 0 C
R= 8,31 J/mol ∙ A
n (gasolina) = fotovoltaica/RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573,3 = 0,3 (mol)
La condición del problema corresponde a dos ecuaciones:
NUEVA HAMPSHIRE 4 NO 2 = norte 2 + 2 H 2 O ( gas)
1 mol 3 mol
NUEVA HAMPSHIRE 4 NO 3 = norte 2 O + 2 H 2 O (gas)
1 mol 3 mol
n (sales) = 0,1 mol
M (sal) \u003d 6.4 / 0.1 \u003d 64 g / mol ( NUEVA HAMPSHIRE 4 NO 2)
Responder: NUEVA HAMPSHIRE 4 norte
Literatura.
1. N.E. Kuzmenko, V.V. Eremin, A.V. Popkov "Química para estudiantes de secundaria y universitarios", Moscú, "Drofa" 1999
2. GP Khomchenko, IG Khomchenko "Colección de problemas en química", Moscú "New Wave * Onyx" 2000
3. K.N. Zelenin, V.P. Sergutina, O.V., O.V. Solod "Manual de química para quienes ingresan a la Academia Médica Militar y otros médicos superiores establecimientos educativos»,
San Petersburgo, 1999
4. Una guía para solicitantes de institutos médicos "Problemas en química con soluciones",
Instituto Médico de San Petersburgo lleva el nombre de IP Pavlov
5. FIPI "UTILIZAR LA QUÍMICA" 2009 - 2015
- estos son procesos como resultado de los cuales se forman otros a partir de algunas sustancias, que difieren de ellos en composición o estructura.
Clasificación de las reacciones químicas.
I. Según el número y composición de los reactivos
1. Reacciones que tienen lugar sin cambiar la composición de las sustancias.
a) Obtención de modificaciones alotrópicas de un elemento químico:
C (grafito) ↔ C (diamante)
S (rómbica) ↔ S (monoclínica)
R (blanco) ↔ R (rojo)
Sn (blanco) ↔ Sn (gris)
3O 2 (oxígeno) ↔ 2O 3 (ozono)
b) Isomerización de alcanos:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 FeCl 3 , t → CH 3 -CH (CH 3) -CH 2 -CH 3
pentano → 2-metilbutano
c) Isomerización de alquenos:
CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 500°C, SiO2 → CH 3 -CH \u003d CH-CH 3
buteno-1 → buteno-2
CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 250°С, Al 2 O 3 → CH 3 -C (CH 3) \u003d CH 2
buteno-1 → 2-metilpropeno
d) Isomerización de alquinos (reacción de A.E. Favorsky):
CH 3 -CH 2 -C≡CH ← alcohol KOH. → CH 3 -C≡C-CH 3
butina-1 ↔ butina-2
e) Isomerización de haloalcanos (reacción de A.E. Favorsky 1907):
CH 3-CH 2 -CH 2 Hab← 250°C → CH 3 -CHBr-CH 3
1-bromopropano ↔ 2-bromopropano
2. Reacciones que ocurren con un cambio en la composición de las sustancias.
a) Las reacciones de combinación son aquellas reacciones en las que dos o más sustancias forman una sustancia compleja.
Obtención de óxido de azufre (IV):
S + O 2 \u003d SO 2
Producción de óxido de azufre (VI):
2SO2 + O2 t, p, gato. → 2SO3
Obtención de ácido sulfúrico:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
Obtención de ácido nítrico:
4NO2 + O2 + 2H2O ↔ 4HNO3
A química Orgánica tales reacciones se denominan reacciones de adición.
Reacción de hidrogenación - adición de hidrógeno:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 t, gato. Ni → CH 3-CH 3
eteno → etano
Reacción de halogenación - adición de halógenos:
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl
eteno → 1-2-dicloroetano
Reacción de hidrohalogenación - adición de haluros de hidrógeno:
eteno → cloroetano
Reacción de hidratación - adición de agua:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 OH
eteno → etanol
Reacción de polimerización:
nCH2=CH2 t, p, gato. →[-CH 2 -CH 2 -] norte
eteno (etileno) → polietileno
b) Las reacciones de descomposición son aquellas reacciones en las que se forman varias sustancias nuevas a partir de una sustancia compleja.
Descomposición del óxido de mercurio(II):
2HgO t → 2Hg + O2
Descomposición del nitrato de potasio:
2KNO 3 t → 2KNO2+O2
Descomposición de hidróxido de hierro (III):
2Fe(OH)3 t → Fe 2 O 3 + H 2 O
Descomposición del permanganato de potasio:
2KMnO4 t → K2MnO4 + MnO2 + O2
Química Inorgánica:
Reacción de deshidrogenación - eliminación de hidrógeno:
CH 3 -CH 3 t, gato. Cr2O3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2
etano → eteno
La reacción de deshidratación - separación del agua:
CH 3 -CH 2 OH t, H 2 SO 4 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
etanol → eteno
c) Las reacciones de sustitución son reacciones como resultado de las cuales los átomos de una sustancia simple reemplazan a los átomos de un elemento en una sustancia compleja.
Interacción de metales alcalinos o alcalinotérreos con el agua:
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2
La interacción de metales con ácidos (excepto ácido sulfúrico concentrado y ácido nítrico de cualquier concentración) en solución:
Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2
Interacción de metales con sales de metales menos activos en solución:
Fe + CuSO4 \u003d FeSO4 + Cu
Recuperación de metales a partir de sus óxidos (metales más activos, carbono, hidrógeno:
2Al + Cr2O3 t → Al2O3 + 2Cr
3C+2WO3 t → 3CO2+2W
H 2 + CuO t → H 2 O + Cu
Química Inorgánica:
Como resultado de la reacción de sustitución, se forman dos sustancias complejas:
CH 4 + Cl 2 luz → CH3Cl + HCl
metano → clorometano
C 6 H 6 + Br 2 FeBr3 → C6H5Br + HBr
benceno → bromobenceno
Desde el punto de vista del mecanismo de reacción en química orgánica, las reacciones de sustitución también incluyen reacciones entre dos sustancias complejas:
C 6 H 6 + HNO 3 t, H 2 SO 4 (conc.) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O
benceno → nitrobenceno
d) Las reacciones de intercambio son aquellas reacciones en las que dos sustancias complejas intercambian sus partes constituyentes.
Estas reacciones proceden en soluciones electrolíticas de acuerdo con la regla de Berthollet, es decir, si
- precipitados (ver tabla de solubilidad: M - compuesto poco soluble, H - compuesto insoluble)
CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
- se libera gas: H 2 S - sulfuro de hidrógeno;
CO 2 - dióxido de carbono durante la formación de ácido carbónico inestable H 2 CO 3 \u003d H 2 O + CO 2;
SO 2 - dióxido de azufre en la formación de ácido sulfuroso inestable H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2;
NH 3 - amoníaco en la formación de hidróxido de amonio inestable NH 4 OH \u003d NH 3 + H 2 O
H 2 SO 4 + Na 2 S \u003d H 2 S + Na 2 SO 4
Na2CO3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H2O + CO2
K 2 SO 3 + 2HNO 3 \u003d 2KNO 3 + H 2 O + SO 2
Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2NH 3 + H 2 O
- se forma una sustancia de baja disociación (más a menudo agua, tal vez ácido acético)
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
La reacción de intercambio entre un ácido y un álcali, como resultado de la cual se forman sal y agua, se denomina reacción de neutralización:
H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O
II. Al cambiar los estados de oxidación de los elementos químicos que forman sustancias
1. Reacciones que tienen lugar sin cambiar los estados de oxidación de los elementos químicos.
a) Reacciones de combinación y descomposición, si no existen sustancias simples:
Li2O + H2O \u003d 2LiOH
2Fe(OH)3 t → Fe 2 O 3 + 3H 2 O
b) En química orgánica:
Reacciones de esterificación:
2. Reacciones que ocurren con un cambio en el grado de oxidación de los elementos químicos.
a) Reacciones de sustitución, así como compuestos y descomposiciones, si se trata de sustancias simples:
Mg 0 + H 2 +1 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2 0
2Ca 0 + O 2 0 \u003d 2Ca +2 O -2
C -4 H 4 +1 t → C 0 + 2H 2 0
b) En química orgánica:
Por ejemplo, la reacción de reducción de aldehídos:
CH 3 C +1 H \u003d O + H 2 0 t, Ni → CH 3 C -1 H 2 +1 OH
tercero Por efecto térmico
1. Exotérmico - reacciones que van con la liberación de energía -
Casi todas las reacciones compuestas:
C + O 2 \u003d CO 2 + Q
Excepción:
Síntesis de óxido nítrico (II):
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q
Hidrógeno gaseoso con yodo sólido:
H 2 (g) + I 2 (tv) \u003d 2HI - Q
2. Endotérmico - reacciones que tienen lugar con la absorción de energía -
Casi todas las reacciones de descomposición:
CaCO3 t → CaO + CO2 - Q
IV. Según el estado de agregación de los reactivos
1. Reacciones heterogéneas: ir entre sustancias en diferentes estados agregados (fases)
CaC 2 (tv) + 2H 2 O (l) \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2 (solución)
2. Reacciones homogéneas que ocurren entre sustancias en el mismo estado de agregación
H 2 (g) + F 2 (g) = 2HF (g)
V. Según la participación del catalizador
1. Reacciones no catalíticas: sin la participación de un catalizador
C 2 H 4 + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 2H 2 O
2. Reacciones catalíticas que tienen lugar con la participación de un catalizador.
2H2O2 MnO2 → 2H2O+O2
VI. Hacia
1. Reacciones irreversibles - proceder bajo condiciones dadas en una dirección hasta el final
Todas las reacciones de combustión y reacciones reversibles con formación de un precipitado, un gas o una sustancia de baja disociación
4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
2. Reacciones reversibles: proceden en condiciones dadas en dos direcciones opuestas
La mayoría de estas reacciones lo son.
En química orgánica, el signo de la reversibilidad se refleja en los nombres: hidrogenación - deshidrogenación, hidratación - deshidratación, polimerización - despolimerización, así como esterificación - hidrólisis y otros.
HCOOH + CH 3 OH ↔ HCOOCH 3 + H 2 O
VIII. Según el mecanismo de flujo
1. Reacciones de radicales (mecanismo de radicales libres): vaya entre los radicales y las moléculas formadas durante la reacción.
Interacción de hidrocarburos saturados con halógenos:
CH 4 + Cl 2 luz → CH3Cl + HCl
2. Reacciones iónicas: vaya entre los iones presentes o formados durante la reacción.
Las reacciones iónicas típicas son reacciones en soluciones electrolíticas, así como la interacción hidrocarburos insaturados con agua y haluros de hidrogeno:
CH 2 \u003d CH 2 + HCl → CH 2 Cl-CH 3
Las estadísticas afirman sin piedad que, incluso lejos de todas las escuelas, el "estudiante excelente" logra aprobar el examen de química con una puntuación alta. Hay casos en los que no superaron el límite inferior e incluso "suspendieron" el examen. ¿Por qué? ¿Cuáles son los trucos y secretos de la preparación adecuada para la certificación final? ¿Qué 20% de los conocimientos del examen es más importante que el resto? Averigüémoslo. Primero - con química Inorgánica, unos días después - con orgánico.
1. Conocimiento de las fórmulas de las sustancias y sus nombres.
¡Sin aprender todas las fórmulas necesarias, no hay nada que hacer en el examen! Esta es una brecha significativa en la educación química escolar moderna. Pero no estudias ruso ni idioma en Inglés sin saber el alfabeto? La química tiene su propio alfabeto. Así que no seas perezoso, recuerda las fórmulas y los nombres de las sustancias inorgánicas:
2. Aplicación de la regla de oposición de propiedades
Incluso sin conocer los detalles de ciertas interacciones químicas, muchas tareas de la parte A y la parte B se pueden realizar con precisión, conociendo solo esta regla: sustancias que interactúan con propiedades opuestas, es decir, ácidos (óxidos e hidróxidos) - con básicos y, por el contrario, básicos - con ácidos. Anfótero - con ácido y básico.
Forma de no metales solamente ácidoóxidos e hidróxidos.
Los metales son más diversos en este sentido, y todo depende de su actividad y estado de oxidación. Por ejemplo, en cromo, como se sabe, en el estado de oxidación +2, las propiedades del óxido y el hidróxido son básicas, en +3, anfóteras, en +6, ácidas. Es siempre anfótero berilio, aluminio, zinc y, por tanto, sus óxidos e hidróxidos. solo basicoóxidos e hidróxidos - en metales alcalinos, alcalinotérreos, así como en magnesio y cobre.
Además, la regla de las propiedades opuestas se puede aplicar a las sales ácidas y básicas: definitivamente no se equivocará si observa que una sal ácida reaccionará con un álcali y una básica con un ácido.
3. Conocimiento de series de "desplazamiento"
- Serie de desplazamiento de metales: un metal en una serie de actividades. A la izquierda se desplaza de solución sal solo el metal que está a la derecha: Fe + CuSO4 \u003d Cu + FeSO4
- Serie de desplazamiento de ácidos: solo un ácido más fuerte se desplazará de solución sales de otro ácido menos fuerte (volátil, precipitante). La mayoría de los ácidos también soportan sales insolubles: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
- Serie de desplazamiento de no metales: un no metal más fuerte (principalmente halógenos) desplazará a uno más débil de solución sales: Cl2 + 2 NaBr = Br2 + 2 NaCl
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“Para evitar errores, uno debe ganar experiencia; para ganar experiencia, uno debe cometer errores”.
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C1. Usando el método de balance de electrones, escribe una ecuación para la reacción. Determinar el agente oxidante y el agente reductor.
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Habilidades requeridas
Disposición de los estados de oxidación Pregúntese pregunta principal: ¿Quién dona electrones en esta reacción y quién los acepta? Determine en qué medio (ácido, neutro o alcalino) tiene lugar la reacción. si vemos ácido en los productos, óxido ácido significa que definitivamente no es un medio alcalino, y si precipita hidróxido metálico, definitivamente no es ácido. Verifique que la reacción contenga tanto un agente oxidante como un agente reductor.Si ambas sustancias pueden exhibir las propiedades tanto de un agente reductor como de un agente oxidante, es necesario considerar cuál de ellos es un agente oxidante más activo. Entonces el segundo será el restaurador.
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La secuencia de los coeficientes en la ecuación.
Primero se anotan los coeficientes obtenidos de la balanza electrónica, si alguna sustancia actúa a la vez como medio y como agente oxidante (reductor) habrá que igualarla después, cuando se hayan colocado casi todos los coeficientes, el penúltimo iguala el hidrógeno con oxigeno, solo comprobamos
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Posibles errores
Disposición de los estados de oxidación: a) estados de oxidación en compuestos de hidrógeno de no metales: fosfina РН3 - el estado de oxidación del fósforo es negativo; b) en sustancias orgánicas: verifique nuevamente si se tiene en cuenta todo el entorno del átomo de C c) amoníaco y sales de amonio: en ellos el nitrógeno siempre tiene un estado de oxidación de −3 c) sales de oxígeno y ácidos de cloro: en ellos el cloro puede tener un estado de oxidación de +1, +3, +5, +7; d) óxidos dobles: Fe3O4, Pb3O4: en ellos, los metales tienen dos estados de oxidación diferentes, generalmente solo uno de ellos está involucrado en la transferencia de electrones.
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2. La elección de productos sin tener en cuenta la transferencia de electrones, es decir, por ejemplo, en la reacción solo hay un agente oxidante sin un agente reductor, o viceversa 3. Productos incorrectos desde un punto de vista químico: a ¡No se puede obtener una sustancia que interactúe con el medio ambiente! a) en un ambiente ácido, no se puede obtener óxido de metal, base, amoníaco; b) en un medio alcalino no se obtendrá ácido ni óxido de ácido; c) un óxido, y mucho menos un metal que reacciona violentamente con el agua, no se forma en una solución acuosa.
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Aumento de los estados de oxidación del manganeso
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Dicromato y cromato como agentes oxidantes.
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Aumento de los estados de oxidación del cromo
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Ácido nítrico con metales - no se libera hidrógeno, se forman productos de reducción de nitrógeno
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desproporción
Las reacciones de desproporción son reacciones en las que el mismo elemento es tanto un agente oxidante como un agente reductor, aumentando y disminuyendo simultáneamente su estado de oxidación:
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Ácido sulfúrico con metales
El ácido sulfúrico diluido reacciona como un ácido mineral ordinario con metales a la izquierda de H en una serie de voltajes, mientras se libera hidrógeno; - al reaccionar con metales de ácido sulfúrico concentrado, no se libera hidrógeno, se forman productos de reducción de azufre.
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Desproporción de óxido nítrico (IV) y sales.
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C 2. Relación entre diferentes clases de sustancias inorgánicas
Cambios en KIM 2012
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La tarea C2 se ofrece en dos formatos. En algunas versiones del CMM se ofrecerá en el formato antiguo, y en otras en uno nuevo, cuando la condición de la tarea sea la descripción de un experimento químico específico, cuyo curso el examinado deberá reflejar a través de las ecuaciones. de las reacciones correspondientes.
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C2.1. (formato antiguo) - 4 puntos. Se dan sustancias: óxido nítrico (IV), cobre, solución de hidróxido de potasio y ácido sulfúrico concentrado. Escribe las ecuaciones para cuatro reacciones posibles entre todas las sustancias propuestas, sin repetir los pares de reactivos.
C2.2 (En el nuevo formato) - 4 puntos. La sal obtenida al disolver el hierro en ácido sulfúrico concentrado caliente se trató con un exceso de solución de hidróxido de sodio. El precipitado marrón formado se filtró y se secó. La sustancia resultante se fusionó con hierro. Escriba las ecuaciones de las reacciones descritas.
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1 o 2 reacciones generalmente "yacen en la superficie", mostrando propiedades ácidas o básicas de la sustancia En un conjunto de cuatro sustancias, por regla general, se encuentran los agentes oxidantes y reductores típicos. En este caso, al menos uno es un OVR.Para escribir reacciones entre un agente oxidante y un agente reductor, es necesario: 1. suponer a qué valor posible aumentará el grado de oxidación del átomo reductor y en qué producto de la reacción lo manifestará; 2. sugerir en qué valor posible disminuirá el grado de oxidación del átomo oxidante y en qué producto de reacción lo manifestará. Conocimientos mínimos obligatorios
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Agentes oxidantes y reductores típicos en orden decreciente de propiedades oxidantes y reductoras
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Se dan cuatro sustancias: óxido nítrico (IV), yoduro de hidrógeno, solución de hidróxido de potasio, oxígeno. 1. ácido + álcali a) hay 2 agentes oxidantes: NO2 y O2 b) agente reductor: HI 2. 4HI + O2 = 2I2 + 2H2O 3. NO2 + 2HI = NO + I2 + H2O Desproporción en soluciones alcalinas 4.2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O
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C 3. Relación genética entre las principales clases de sustancias orgánicas
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Propiedades generales clases de sustancias orgánicas Métodos generales para la obtención de sustancias orgánicas Propiedades específicas de algunas sustancias específicas Conocimientos mínimos requeridos
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La mayor parte de las transformaciones de hidrocarburos en compuestos oxigenados se produce a través de derivados de halógenos durante la acción posterior de los álcalis sobre ellos Interconversiones de hidrocarburos y sustancias orgánicas oxigenadas
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Transformaciones básicas del benceno y sus derivados
Tenga en cuenta que para el ácido benzoico y el nitrobenceno, las reacciones de sustitución ocurren en las posiciones meta, mientras que para la mayoría de los demás derivados del benceno, en las posiciones orto y para.
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Obtención de sustancias orgánicas nitrogenadas
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Interconversiones de compuestos nitrogenados
Debe recordarse que la interacción de aminas con haloalcanos ocurre con un aumento en el número de radicales en el átomo de nitrógeno. Entonces es posible obtener sales de aminas secundarias a partir de aminas primarias, y luego de ellas obtener aminas secundarias.
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Propiedades redox de los compuestos que contienen oxígeno
Los agentes oxidantes más comunes para los alcoholes son el óxido de cobre (II) o el permanganato de potasio, y los agentes oxidantes para los aldehídos y las cetonas son el hidróxido de cobre (II), una solución amoniacal de óxido de plata y otros agentes oxidantes. El agente reductor es el hidrógeno.
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Obtención de derivados de ácidos carboxílicos
Sector 1 - reacciones químicas con ruptura de enlaces O-H (obtención de sales) Sector 2 - reacciones químicas con sustitución de un grupo hidroxo por un halógeno, un grupo amino u obtención de anhídridos Sector 3 - obtención de nitrilos
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Relación genética entre los derivados del ácido carboxílico
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Errores comunes al realizar la tarea de SZ: ignorancia de las condiciones para la ocurrencia de reacciones químicas, la conexión genética de clases de compuestos orgánicos; desconocimiento de los mecanismos, naturaleza y condiciones de las reacciones que involucran sustancias orgánicas, propiedades y fórmulas de los compuestos orgánicos; incapacidad para predecir las propiedades de un compuesto orgánico sobre la base de ideas sobre la influencia mutua de los átomos en una molécula; ignorancia de las reacciones redox (por ejemplo, con permanganato de potasio).
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С 4. Cálculos por ecuaciones de reacción.
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Clasificación de tareas
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Cálculos por ecuaciones de reacción. El gas liberado durante la interacción de 110 ml de una solución de HCl al 18 % (ρ = 1,1 g/ml) y 50 g de una solución de Na2S al 1,56 % se pasó a través de 64 g de una solución de nitrato de plomo al 10,5 %. Determine la masa de sal precipitada.
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II. Tareas para una mezcla de sustancias Para neutralizar 7,6 g de una mezcla de ácidos fórmico y acético, se utilizaron 35 ml de una solución de hidróxido de potasio al 20 % (densidad 1,20 g/ml). calcule la masa de ácido acético y su fracción de masa en la mezcla inicial de ácidos.
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tercero Determinación de la composición del producto de reacción (tareas para el "tipo de sal") Se pasó amoníaco con un volumen de 4,48 l (N.U.) a través de 200 g de una solución de ácido fosfórico al 4,9%. Nombre la sal formada como resultado de la reacción y determine su masa.
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IV. Hallar la fracción de masa de uno de los productos de reacción en solución según la ecuación de balance de materia El óxido formado durante la combustión de 18,6 g de fósforo en 44,8 l (N.O.) de oxígeno se disolvió en 100 ml de agua destilada. Calcule la fracción de masa de ácido fosfórico en la solución resultante.
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Encontrar la masa de una de las sustancias iniciales utilizando la ecuación de balance de materia ¿Qué masa de hidruro de litio debe disolverse en 200 ml de agua para obtener una solución con una fracción de masa de hidróxido del 10%? ¿Qué color adquirirá el naranja de metilo cuando se agregue a la solución resultante? Escriba la ecuación de reacción y los resultados de los cálculos intermedios.
TAREAS DIFÍCILES DEL USO EN QUÍMICA
Como mostraron los resultados del examen de ensayo en química, las tareas más difíciles fueron aquellas destinadas a probar el conocimiento de las propiedades químicas de las sustancias.
Estas tareas incluyen la tarea
C3 - "Cadena de sustancias orgánicas",
C2 - "Reacciones entre sustancias inorgánicas y sus disoluciones".
Al resolver la tarea C3 "Cadena de sustancias orgánicas", el estudiante debe escribir cinco ecuaciones de reacciones químicas, entre las cuales una es redox.
Considere la compilación de una de estas ecuaciones redox:
CH 3 CHO X 1
Para escribir una ecuación para una reacción redox que involucre sustancias orgánicas, debe aprender a determinar el grado de oxidación en una sustancia orgánica por su fórmula estructural. Para ello, es necesario tener conocimientos sobre enlace químico Saber qué es la electronegatividad.
La fórmula estructural ayuda a estimar el desplazamiento de electrones para cada uno de los enlaces. Entonces, el átomo de carbono del grupo metilo (-CH 3) desplazará el electrón a lo largo de cada uno de los enlaces hacia sí mismo. Así, el estado de oxidación del carbono del grupo metilo será (-3). El átomo de carbono del grupo carbonilo (CO) le dará 2 electrones al átomo de oxígeno, pero compensa parcialmente la escasez al aceptar 1 electrón del átomo de hidrógeno. Por tanto, su estado de oxidación será +1:
En el producto de reacción, el estado de oxidación del carbono del grupo metilo no cambiará. El grupo de átomos carbonilo se convertirá en un grupo carboxilo con un hidrógeno sustituido por sodio, debido al entorno alcalino (-COONa). El átomo de carbono del grupo carboxilo desplazará dos electrones hacia el oxígeno del carbonilo y un electrón hacia el oxígeno del grupo hidroxilo sustituido. Así, el estado de oxidación del átomo de carbono del grupo carboxilo será igual a (+3)
Por lo tanto, una molécula de etanal dona 2 electrones:
C +1 -2e \u003d C +3
Consideremos ahora los procesos que ocurren con el permanganato de sodio. Tenga en cuenta que en el esquema se proporciona permanganato de sodio, no permanganato de potasio. Las propiedades del permanganato de sodio deben ser similares a las del permanganato de potasio que, dependiendo de la acidez del medio, es capaz de producir varios productos:
Dado que en nuestro caso se utiliza permanganato de sodio en un medio alcalino, el producto de reacción será un ion manganato -MnO 4 2-.
Determinemos el grado de oxidación del ion manganeso en el permanganato de potasio NaMnO 4 utilizando la regla de igualdad del número de cargas positivas y negativas en la unidad estructural neutra de la sustancia. Cuatro oxígenos cada uno (-2) darán ocho cargas negativas, ya que el estado de oxidación del potasio es +1, entonces el manganeso tendrá +7:
Na +1 Mn +7 O 4 -2
Habiendo escrito la fórmula del manganato de sodio Na 2 MnO 4, determinamos el estado de oxidación del manganeso:
Na 2 +1 Mn +6 O 4 -2
Así, el manganeso ha aceptado un electrón:
Las ecuaciones resultantes nos permiten determinar los factores frente a las fórmulas en la ecuación de la reacción química, que se denominan coeficientes:
C +1 -2e \u003d C +3 1
Mn +7 +1e=Mn +6 2
La ecuación de la reacción tomará la siguiente forma:
2NaMnO 4 +CH 3 CHO+3NaOH=CH 3 COONa+2Na 2 MnO 4 +2H 2 O
La tarea C2 requiere que el participante de USE conozca las propiedades de varias propiedades de sustancias inorgánicas asociadas con la ocurrencia de reacciones redox entre sustancias que están en el mismo y en diferentes estados de agregación, y reacciones de intercambio que ocurren en soluciones. Tales propiedades pueden ser algunas propiedades individuales de sustancias simples y sus compuestos, por ejemplo, la reacción de litio o magnesio con nitrógeno:
2Li + 3N 2 \u003d 2Li 3 N
2Mg + N 2 \u003d Mg 2 N 2
combustión de magnesio en dióxido de carbono:
2Mg+CO2 \u003d 2MgO+C
Una dificultad particular para los estudiantes es causada por casos complejos de interacción de soluciones de sustancias de sales que se someten a hidrólisis. Entonces, para la interacción de una solución de sulfato de magnesio con carbonato de sodio, puede escribir hasta tres ecuaciones de posibles procesos:
MgSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d MgCO 3 + Na 2 SO 4
2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (MgOH) 2 CO 3 + 2Na 2 SO 4 + CO 2
2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +2H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 + 2Na 2 SO 4 + 2CO 2
Tradicionalmente es difícil escribir ecuaciones que involucran compuestos complejos. Así, las soluciones de hidróxidos anfóteros en exceso de álcali tienen todas las propiedades de los álcalis. Son capaces de reaccionar con ácidos y óxidos de ácidos:
Na + HCl \u003d NaCl + Al (OH) 3 + H 2 O
Na + 2HCl \u003d NaCl + Al (OH) 2 Cl + 2H 2 O
Na + 3HCl \u003d NaCl + Al (OH) Cl 2 + 3H 2 O
Na + 4HCl \u003d NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O
Na + CO 2 \u003d NaHCO 3 + Al (OH) 3
2Na + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + 2Al (OH) 3 + H 2 O
Las soluciones salinas que tienen una reacción ácida del ambiente, debido a la hidrólisis, son capaces de disolver metales activos, por ejemplo, magnesio o zinc:
Mg + MgCl 2 + 2H 2 O \u003d 2MgOHCl + H 2
En el examen, es recomendable recordar las propiedades oxidantes de las sales férricas:
2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2
El conocimiento de los complejos de amoníaco puede ser útil:
CuSO 4 + 4NH 3 \u003d SO 4
AgCl + 2NH 3 \u003d Cl
Tradicionalmente causa dificultades asociadas con la manifestación de las propiedades básicas de la solución de amoníaco. Como resultado, pueden ocurrir reacciones de intercambio en soluciones acuosas:
MgCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 + 2NH 4 Cl
A modo de conclusión, presentamos una serie de ecuaciones de reacciones químicas que los participantes en el examen de química deben conocer:
QUÍMICA GENERAL
ácidos. Cimientos. Sal. Óxidos.
Óxidos de ácido(excepto SiO 2) reaccionan con el agua como un óxido anfótero para formar ácidos:
P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
por conseguir Ácido nítrico El óxido nítrico de nitrógeno (IV) debe oxidarse, por ejemplo, con oxígeno atmosférico:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3
método de laboratorio producción de cloruro de hidrógeno: se añade ácido sulfúrico concentrado al cloruro de sodio sólido:
NaCl + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HCl
Para recepción bromuro de hidrógeno a partir de bromuro de sodio, el ácido sulfúrico concentrado no es adecuado, ya que el bromuro de hidrógeno liberado se contaminará con vapor de bromo. Puedes usar ácido fosfórico concentrado:
NaBr + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + HBr
Los ácidos reaccionan con los metales en una serie de voltajes hasta el hidrógeno:
Fe + 2 HCl \u003d FeCl 2 + H 2
Y sus óxidos:
Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O
Preste atención a la valencia de los elementos de transición en las sales.
Los metales alcalinos y alcalinotérreos interactúan con el agua:
K + H 2 O \u003d KOH + ½ H 2
En condiciones de exceso de ácido, también se pueden formar sales de ácido:
2H 3 PO 4 + 2Na \u003d 2NaH 2 PO 4 + H 2
Los ácidos orgánicos también exhiben propiedades ácidas:
2CH 3 COOH + 2Na \u003d 2CH 3 COONa + H 2
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
Los hidróxidos complejos reaccionan con los ácidos para formar sales y agua:
Na + HCl \u003d AlCl 3 + 4H 2 O + NaCl
LiOH + HNO 3 \u003d LiNO 3 + H 2 O
Los ácidos polibásicos en reacción con los hidróxidos pueden formar sales ácidas:
H 3 RO 4 + KOH = KN 2 RO 4 + H 2 O
El producto de reacción de amoníaco con ácido fosfórico también puede ser una sal ácida:
NH 3 + H 3 PO 4 \u003d NH 4 H 2 PO 4
Prestemos atención a las propiedades de las bases, su interacción con los ácidos:
2H 3 RO 4 + ZCa (OH) 2 \u003d Ca 3 (RO 4) 2 ¯ + 6H 2 O
con óxidos ácidos:
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
2Ca(OH) 2 + CO 2 \u003d (CaOH) 2 CO 3 + H 2 O
La reacción de hidróxidos con óxidos ácidos también puede dar lugar a sales ácidas:
KOH + CO2 = KHCO3
Los óxidos básicos reaccionan con los óxidos anfóteros:
CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2
Las sales medias en agua reaccionan con óxidos ácidos para formar sales ácidas:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
Los ácidos más fuertes desplazan a los más débiles de sus sales:
CH 3 COONH 4 + HCl \u003d CH 3 COOH + NH 4 Cl
K 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
Los ácidos en presencia de ácido sulfúrico reaccionan con alcoholes para formar ésteres:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH \u003d CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Una base más fuerte desplaza a una más débil de sus sales:
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl
MgCl 2 + KOH \u003d MgOHCl + KCl
NH 4 C1 + NaOH \u003d NaCl + NH 3 + H 2 O
Para pasar de la sal principal a la sal intermedia, debe actuar con ácido:
MgOHCl + HCl \u003d MgCl 2 + H 2 O
Los hidróxidos de metales (excepto los metales alcalinos) se descomponen cuando se calientan en forma sólida a óxidos:
2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
Los bicarbonatos, cuando se calientan, se descomponen en carbonatos:
2KHCO 3 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
Los nitratos generalmente se descomponen en óxidos (observe el aumento en el estado de oxidación de un elemento de transición en un estado de oxidación intermedio):
2Fe (NO 3) 2 \u003d 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 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2
Los nitratos de metales alcalinos se descomponen en nitritos:
NaNO 3 \u003d NaNO 2 + ½ O 2
Los carbonatos metálicos (excepto los alcalinos) se descomponen en óxidos:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
Al compilar ecuaciones para reacciones de intercambio iónico, use la tabla de solubilidad:
K 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 + 2KCl
C1 + AgNO 3 = NO 3 + AgCl
Electrólisis
Electrólisis de sales fundidas:
2KCl \u003d 2K + Cl 2
Electrólisis de soluciones de sales metálicas en la serie de voltaje después del hidrógeno:
2HgSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Hg + O 2 + 2H 2 SO 4
1) en el cátodo: Hg 2+ + 2e = hg°
2) en el ánodo: 2H 2 O - 4e = O 2 + 4H +
Electrólisis de solución de sulfato de sodio.
1) en el cátodo: 2H 2 O + 2e \u003d H 2 + 2OH -
2) en el ánodo: 2H 2 O - 4e \u003d O 2 + 4H +
3) Compiló la ecuación general de la electrólisis:
2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2
al hidrógeno:
CaI 2 + 2H 2 O \u003d H 2 + I 2 + Ca (OH) 2
1) en el cátodo: 2H 2 O + 2e \u003d 2OH + H 2
2) en el ánodo: 2I - - 2e = I 2
Comparar las propiedades de un solo elemento y aniones que contienen oxígeno.
Reacciones químicas posibles durante la electrólisis del sulfato de cromo (III):
1) Cr 3+ + e = Cr 2+
2) Cr 2+ + 2e \u003d Cr °
3) Cr 3+ + 3 e= Cr°
4) 2H + + 2e \u003d H 2
Electrólisis de soluciones acuosas de sales de ácidos carboxílicos:
2CH 3 COONa + 2H 2 O \u003d CH 3 CH 3 + 2CO 2 + H 2 + 2NaOH
Hidrólisis
Ejemplo de hidrólisis mutua de sales:
A1 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4
anfótero
Los hidróxidos anfóteros se disuelven en soluciones acuosas de álcalis:
A1(OH)3 + 3KOH = K3
A1(OH) 3 + KOH = K
reaccionar con álcalis sólidos durante la fusión:
Al(OH) 3 + KOH KAlO 2 + 2H 2 O
Los metales anfóteros reaccionan con soluciones acuosas de álcalis:
Al + NaOH + 3H 2 O \u003d Na + 3/2 H 2
El producto de fusión de hidróxido anfótero con álcali se descompone fácilmente con agua:
KAlO 2 + 2H 2 O \u003d KOH + Al (OH) 3
Los hidróxidos complejos reaccionan con los ácidos:
K + HCl \u003d KCl + Al (OH) 3 + H 2 O
Conexiones binarias
Cómo recibir:
CaO + 3C \u003d CaC 2 + CO
Los compuestos binarios reaccionan con los ácidos:
Al 2 S 3 + 3H 2 SO 4: \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S
Mg 3 N 2 + 8HNO 3 \u003d Mg (NO 3) 2 + 2NH 4 NO 3
A1 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4A1 (OH) 3 + ZSN 4
PCl 3 + H 2 O \u003d 3H 3 PO 3 + 3HCl
QUÍMICA INORGÁNICA
Nitrógeno
El ácido nítrico es un agente oxidante fuerte:
oxidar no metales:
ZR + 5HNO3 + 2H2O = H 3 RO 4 + 5NO
P+5HNO3 = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
4Mg + 10HNO 3 \u003d 4Mg (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
óxidos de metales de transición en estados de oxidación intermedios:
3Cu 2 O + 14HNO 3 \u003d 6Cu (NO 3) 2 + 2NO + 7H 2 O (es posible la liberación de NO 2)
Los óxidos de nitrógeno también exhiben propiedades oxidantes:
5N 2 O + 2P \u003d 5N, + P 2 O
pero con respecto al oxígeno son agentes reductores:
2NO + O 2 \u003d 2NO 2
El nitrógeno reacciona con algunas sustancias simples:
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3
3 mg + N2 = Mg3N2
halógenos
generalmente exhiben propiedades oxidantes:
PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 8HBr
2P + 5Cl2 = 2PCl5
2P + 3PCl 5 = 5PCl 3
PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 8HBr
Cl 2 + H 2 \u003d 2HCl
2HCl + F 2 \u003d 2HF + Cl 2
2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr
Halógenos en soluciones alcalinas desproporcionadas a temperatura ambiente:
Cl 2 + 2KOH \u003d KCl + H 2 O + KClO
y cuando se calienta:
Cl 2 + 6KOH \u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
Propiedades oxidantes del permanganato de potasio:
5H 3 RO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5H 3 RO 4 + ZN 2 O
2NH 3 + 2KMnO 4 \u003d N 2 + 2MnO 2 + 2KOH + 2H 2 O
Azufre
reacciona con sustancias simples:
3S + 2A1 = A1 2 S 3
El óxido de azufre (IV) se puede oxidar aún más con oxígeno:
2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3
2SO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 2H 2 SO 4
y actuar como agente oxidante:
SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O
El ácido sulfúrico concentrado exhibe propiedades oxidantes:
Cu + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
4Mg + 5H 2 SO 4 \u003d 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
Fósforo
recibir fósforo:
Ca 3 (P0 4) 2 + 5C + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + 5CO + 2P
Rieles
reaccionar con halógenos:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
El aluminio sin película de óxido se disuelve en agua:
Al (sin película de óxido) + H 2 O \u003d Al (OH) 3 + 3/2 H 2
metodos para la obtencion de metales:
Fe2O3 + CO \u003d 2FeO + CO2
FeO + CO \u003d Fe + CO 2
CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O
El hidróxido de hierro (II) se puede oxidar fácilmente con peróxido de hidrógeno:
2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3
cocción de pirita:
2FeS2 + O2 = Fe2O3 + 4SO2
QUÍMICA ORGÁNICA
Quema de materia organica
2C 10 H 22 + 31O 2 \u003d 20CO 2 + 22H 2 O
alcanos
Métodos de obtención de alcanos a partir de sustancias simples:
C + 2H 2 = CH 4
fusión de sales de metales alcalinos con álcalis:
CH 3 SOOK + KOH CH 4 + K 2 CO 3
Propiedades químicas alcanos - oxidación industrial del metano:
CH 4 + O 2 \u003d CH 2 O + H 2 O
Interacción de alcanos con halógenos:
C 2 H 6 + Cl 2 C 2 H 5 Cl + Hcl
Isomerización de alcanos:
haloalcanos
Reacción con soluciones alcohólicas de álcalis:
DE 6 H 5 -SNVg-SN 3 + KOH C 6 H 5 CH=CH 2 + KVg + N 2 O
con soluciones acuosas de álcalis:
C 6 H 5 -CHBg-CH 3 + KOH (ac.) C 6 H 5 -CHOH-CH 3 + KBr
C 6 H 5 Br + KOH C 6 H 5 OH + KBr
Según la regla de Zaitsev, el hidrógeno se separa del átomo menos hidrogenado
Los alquinos se pueden obtener a partir de dihaloalcanos:
Reacción de Wurtz:
alquenos
Añadir hidrógeno:
añadiendo halógenos:
añadir haluros de hidrógeno:
añadir agua:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O CH 3 CH 2 OH
DE solución acuosa el permanganato de potasio forma glicoles (alcoholes dihídricos) sin calentamiento
ZS 6 H 5 CH \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O ZC 6 H 5 CH (OH) -CH 2 OH + MnO 2 + 2KOH
alquinos
proceso industrial para la produccion de acetileno
2CH 4 C 2 H 2 + ZN 2
método de carburo para producir acetileno:
CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2
Reacción de Kucherov: el aldehído solo se puede obtener a partir de acetileno:
C 2 H 2 + H 2 O CH 3 CHO
La reacción de alquinos con un triple enlace terminal con una solución amoniacal de óxido de plata:
2CH 3 -CH 2 -CCH + Ag 2 O 2CH 3 -CH 2 -CCAg + H 2 O
uso de los productos obtenidos en síntesis orgánica:
CH 3 -CH 2 -CCAg + C 2 H 5 Br CH 3 -CH 2 -CC-C 2 H 5 + AgBr
Benceno y sus derivados
Obtención de benceno a partir de alquenos:
de acetileno:
3C2H2C6H6
Nitración de benceno y sus derivados en presencia de ácido sulfúrico
C 6 H 6 + HNO 3 C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O
el grupo carboxilo es un orientador del segundo tipo
reacción del benceno y sus derivados con halógenos:
C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl
C 6 H 5 C 2 H 5 + Br 2 C 6 H 5 -SNVg-CH 3 + HBr
haloalcanos:
C 6 H 6 + C 2 H 5 C1 C 6 H 5 C 2 H 5 + HC1
alquenos:
C 6 H 6 + CH 2 \u003d CH-CH 3 C 6 H 5 -CH (CH 3) 2
Oxidación de benceno con permanganato de potasio en presencia de ácido sulfúrico cuando se calienta:
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
alcoholes
Método industrial para producir metanol:
CO + 2H 2 = CH 3 OH
cuando se calienta con ácido sulfúrico, dependiendo de las condiciones, se pueden formar éteres:
2C 2 H 5 OH 
C 2 H 5 OS 2 H 5 + H 2 O
o alquenos:
2C 2 H 5 OH 
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
Los alcoholes reaccionan con los metales alcalinos:
C 2 H 5 OH + Na C 2 H 5 ONa + ½ H 2
con haluros de hidrogeno:
CH 3 CH 2 OH + Hcl CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
con óxido de cobre (II):
CH 3 CH 2 OH + СuO CH 3 CHO + Cu + H 2 O
el ácido más fuerte desplaza a los más débiles de sus sales:
C 2 H 5 ONa + HCl C 2 H 5 OH + NaCl
cuando se calienta una mezcla de alcoholes con ácido sulfúrico, se forman éteres asimétricos:
aldehídos
Forman un espejo de plata con una solución amoniacal de óxido de plata:
CH 3 CHO + Ag 2 O CH 3 COONH 4 + 2 Ag
reaccionar con hidróxido de cobre (II) recién precipitado:
CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 CH 3 COOH + 2CuOH + H 2 O
se puede reducir a alcoholes:
CH 3 CHO + H 2 CH 3 CH 2 OH
oxidado con permanganato de potasio:
ZSN 3 CHO + 2KMnO 4 2CH 3 COCINAR + CH 3 COOH + 2MnO 2 + H 2 O
Aminas
se puede obtener por reducción de compuestos nitro en presencia de un catalizador:
C 6 H 5 -NO 2 + 3H 2 \u003d C 6 H 5 -NH 2 + 2H 2 O
reaccionar con ácidos
C 6 H 5 -NH 2 + HC1 \u003d C1
