7.2. Задания с5

7.2.1. Общие представления

Задание С5 представляет собой расчетную задачу на нахождение молекулярной формулы вещества. В разные годы предлагались различные типы задач на определение молекулярной формулы вещества, например:

• по массовым долям элементов, входящих в состав вещества;

• по продуктам сгорания вещества;

• на основании уравнений реакций с участием вещества;

• с использованием общей формулы гомологического ряда органических веществ.

Анализ результатов выполнения задания С5 на определение молекулярной формулы вещества выявил необходимость его усовершенствования, суть которого заключается в следующем. Решение задачи в 2012 г. будет включать три последовательные операции:

• составление схемы химической реакции;

• определение стехиометрических соотношений реагирующих веществ;

• вычисления на их основе, приводящие к установлению молекулярной формулы вещества.

Шкала оценивания задания С5 будет составлять максимально 3 балла (вместо 2 баллов в 2011 г.).

При решении задач на определение молекулярной формулы вещества у школьников часто возникают сложности, связанные с незнанием общих формул органических соединений, относящихся к определенному гомологическому ряду. Поэтому учащимся необходимо усвоить общие формулы гомологических рядов органических соединений, изучаемых в школьном курсе химии, и уметь определять х молярные массы:

Гомологический ряд	Общая формула	Молярная масса
Алканы	СnH2n+2	14n + 2
Алкены	СnH2n	14n
Алкины	СnH2n-2	14n – 2
Циклоалканы	СnH2n	14n
Алкадиены	СnH2n-2	14n – 2
Арены	СnH2n-6	14n – 6
Моногалогеналканы (Х – галоген)	СnH2n+1X	14n + 1 + M(X)
Дигалогеналканы (Х – галоген)	СnH2nX2	14n + 2M(X)
Одноатомные спирты	СnH2n+1OH (или СnH2n+2O)	14n + 18
Многоатомные спирты (m – число ОН-групп)	CnH2n+2-m(OH)m (или СnH2n+2Om)	14n + 2 + 16m
Альдегиды	СnH2n+1COH (или CmH2mO)	14m + 30 (или 14m + 16)
Простые эфиры	СnH2n+2O	14n + 18
Предельные одноосновные карбоновые кислоты	СnH2n+1COOH (или СmH2mO2)	14n + 46 (или 14m + 32)
Сложные эфиры	СnH2n+1COOСmH2m+1	14(n + m) + 46
Предельные первичные амины	СnH2n+1NH2 (или СmH2n+3N)	14n + 17
Предельные одноосновные моноаминокислоты	NH2СnH2nCOOH	14n + 61

Кроме того, учащимся полезно знать, вещества каких классов органических соединений изомерны друг другу, а именно: алкены изомерны циклоалканам (С_nH_2n); алкины – алкадиенам (С_nH_2n-2); предельные одноатомные спирты – простым эфирам (С_nH_2n+2O); предельные одноосновные карбоновые кислоты – сложным эфирам (С_nH_2nO₂).

При решения заданий С5 помимо тех расчетных формул, которые мы уже отметили, рассматривая задания С4, учащимся необходимо усвоить следующие формулы:

w(Э) = , где n – число атомов данного химического элемента в формульной единице вещества;

ρ_газ= ;

М = ρгаз ∙ Vm;

D_A(B) = ;

М(В) = D_A(B) ∙ М(А).

Необходимо также уметь применять формулы для вычисления относительной плотности газа В по другому газу, например:

по водороду Н₂:

DН₂(B) = = ;

по воздуху:

Dвозд.(B) = = ;

по кислороду О₂:

DО₂(B) = = ;

по азоту N₂:

DN₂(B) = = и т.д.

По значению относительной плотности газа В по другому газу определяют молярную массу газа В. Соответственно, молярная масса газа В составит:

М(В) = 2DН₂(B);

М(В) = 29Dвозд.(B);

М(В) = 32DО₂(B);

М(В) = 28DN₂(B) и т.д.

Обратим также внимание на то, что при нахождении молярной массы газообразного вещества по значению его относительной плотности по простому газообразному веществу (Н₂, О₂, N₂ и др.) учащиеся часто допускают типичную ошибку, умножая значение плотности не на молярную массу газа (Н₂, О₂, N₂ и др.), а на молярную массу химического элемента (Н, О, N и др.).

Например:

Неверно:	М(В) = 16DО2(B); М(В) = 14DN2(B).
Верно:	М(В) = 32DО2(B); М(В) = 28DN2(B).