Врублевский А. И. Тренажер по химии
.pdfА . И . В р у б л е в е к и й
иупражнениях
спримерами
решений
Минск «Красико-Принт»
УДК 54 ББК 24я7
В 83
Врублевский, А. И.
Тренажер по химии / А. И. Врублевский. — 3-е изд., перераб. и доп. — В 83 Минск: Красико-Принт, 2009. — 656 с.
ISBN 978-985-405-492-6.
Книга содержит более 3300 разноуровневых задач и упражнений по все му школьному курсу химии, а также 150 примеров решения типичных за даний. В настоящем 3-м издании максимально учтены требования, предъ являемые к вступительным испытаниям в вуз, проводимым в любом виде — от традиционного экзамена до централизованного тестирования.
Рекомендуется педагогам и учащимся средних школ, лицеев, специали зированных классов; слушателям подготовительных курсов и отделений ву зов; тем, кто самостоятельно готовится к сдаче конкурсного экзамена и централизованного тестирования по химии.
|
УДК 54 |
|
ББК 24я7 |
ISBN 978-985-405-492-6 |
© Врублевский А. И., 2009 |
|
© Оформление |
|
ИООО «Красико-Принт», 2009 |
■От автора
В настоящее время читателю предлагается довольно много разнообраз ных сборников задач по химии, однако книга, которую вы держите в руках, не имеет аналогов среди подобных изданий.
Эта книга —результат творческого анализа и отработки на практике более 2700 разноуровневых задач и упражнений по химии, составленных автором (отмечены звездочкой) или взятых из наиболее популярных сбор ников, изданных как в России, так и в Беларуси, а также предлагавшихся на вступительных испытаниях в ведущие вузы республики.
Работая над книгой, автор стремился в максимальной степени учесть требования, предъявляемые к вступительным испытаниям по химии в вуз, проводимым влюбом виде - от традиционного экзаменадо централизован ного тестирования, а также сделать книгу полезной как для абитуриента, так и для опытного педагога.
Содержание книги наиболее точно отражает название «Тренажер по химии», поскольку она содержит:
-консультации по различным способам решения задач;
-примеры решения более 150 задач и упражнений;
-задачи с ответами по всем разделам школьного курса химии;
-описание свойств неорганических и органических веществ на при мере цепочек химических превращений различного уровня сложности;
-задания для повторения школьного курса химии.
Несколько советов по работе с книгой. Порядок расположения матери ала в ней соответствует последовательности изучения химии в школе. Если вы школьник и располагаете достаточным запасом времени, то лучше все го постепенно выполнить все задания. Это —гарантия успеха. В условиях дефицита времени постарайтесь решить задания заключительного раздела (§ 51), обращаясь при возникновении трудностей к примерам решения ти повых задач в предыдущих разделах. Для более подробного ознакомления с изучаемыми темами следует обратиться к книгам автора [2—5], приведен ным в списке литературы.
Обратите внимание, что в настоящем учебном пособии сложные неор ганические вещества называются в соответствии с правилами, принятыми в русскоязычной литературе по химии. В этом случае название электроот рицательной части (аниона) дается в именительном падеже, а название
электроположительной части (катиона) - |
в родительном падеже. |
Напри |
|
мер: Fe20 3 - |
оксид железа (III), NaOH - |
гидроксид натрия, |
- суль |
фат калия. |
Именно такой подход к названию неорганических веществ |
4
использован в новом школьном учебнике Химия - 8 (2004 г.) и эксперимен тальном учебном пособии для школ Химия — 11 (2004 г.). В пока еще дей ствующих школьных учебниках по химии применяется международная номенклатура, согласно которой сначала называется катион, а затем - ани он. Например: Fe20 3 —железо (Ш )-оксид, NaOH —натрий-гидроксид, K^SC^ — калий-сульфат.
В расчетах используйте округленные до целого числа значения относитель ных атомных масс элементов, за исключением хлора, для которого Аг = 35,5. Степень точности конечного результата вычислений должна быть такой же, как у наименее точного числа в условии задачи, однако в промежуточных расчетах для повышения надежности следует брать на одну-две значащих цифры больше.
Необходимо иметь в виду, что во всех случаях массовая доля указана для растворенного вещества.
Важный вопрос —выбор способа решения задачи. Автор книги не ста вил перед собой цель разобрать все из них (это привело бы к неоправданно му возрастанию объема книги), поэтому вполне возможно, что для некото рых задач вы предложите свой способ решения. Возможно, он покажется вам наилучшим. Это очень хорошо, поскольку свидетельствует о развитии у вас творческого подхода к изучаемому материалу.
«Тренажер» предназначен самой широкой читательской аудитории: абитуриентам, занимающимся самостоятельной подготовкой к сдаче эк замена по химии; педагогам и учащимся средних школ, лицеев, специа лизированных классов; слушателям подготовительных курсов и отделе ний вузов. Неоценимую помощь он окажет и при подготовке к централи зованному тестированию по химии.
Создание сборника задач, тем более такого объемного, - это на самом деле очень трудная работа, не застрахованная от неизбежных погрешнос тей. Поэтому автор с благодарностью примет все замечания, способствую щие улучшению качества книги.
В заключение автор выражает искреннюю благодарность кандидату химических наук, доценту Кузьменок Н. М., которая взяла на себя труд проверить правильность решений некоторых задач, и чьи замечания и со веты позволили сделать книгу лучше.
Желаю читателям успехов в изучении химии и удачи на вступительных испытаниях.
Предисловие к третьему изданию
Со времени первого издания «Тренажер» зарекомендовал себя как наи более востребованное и полное из существующих пособий по химии для подготовки абитуриентов к сдаче вступительных испытаний, старшекласс ников и педагогов. Это является стимулом для автора кпостоянной доработ ке данного учебного пособия и его усовершенствованию с учетом читатель
5
ских пожеланий и новых тенденций в централизованном тестировании по химии, особенно в связи с последними реформами в системе школьного образования.
Третье издание «Тренажера» существенно отличается от второго. Вопервых, в третьем издании за счет введения более 300 новых заданий зна чительно усилена часть, касающаяся химических свойств неорганических и органических соединений. Во-вторых, добавлено свыше 100 новых рас четных задач по наиболее трудным разделам —олеум, молярная концентра ция и т. д. В-третьих, значительно дополнено «Приложение», куда введены справочные материалы по качественным реакциям, тривиальным назва ниям органических веществ и др. Наконец, проделана большая работа по дальнейшему устранению выявленных ошибок в расчетных задачах и по грешностей технического характера.
Для закрепления полученных при работе с данной книгой навыков по решению задач и цепочек химических превращений рекомендуем восполь зоваться пособием: Врублевский А. И., Кузьменок Н. М. Тестовый трена жер по химии. —Минск: Красико-Принт, 2008. 416 с. В этом пособии также широко представлены теоретические тестовые задания по всему школьно му курсу химии.
’ч
Химия тесно переплетается с физикой и математикой, поэтому в основе всех расчетных химических задач лежат ма тематические соотношения, связывающие между собой фи зические величины.
Цель задач настоящего раздела состоит в том, чтобы на учить вас на практике использовать эти соотношения, зало жив тем самым фундамент вашей математической эрудиции в решении заданий последующих разделов. Отнеситесь к ре шению задач данного раздела самым серьезным образом.
Обозначения используемых физических величин и их еди ницы приведены в табл. 1.
|
|
|
Таблица 1 |
Физическиевеличины, ихобозначенияиединицы |
|||
Физическая |
Обозна |
Единица |
Пример |
величина |
чение |
|
использования |
1 |
2 |
3 |
4 |
Относительная |
ААЭ) |
|
Л (К ) = 39 |
атомная масса |
|
|
|
элемента |
Щв) |
|
|
Относительная |
|
Мг(Н20 ) = 18; |
|
молекулярная |
|
|
М-(КОН) = 56 |
масса или |
|
|
|
относительная |
|
|
|
формульная |
|
|
|
масса вещества |
|
|
|
Масса атома |
Юа(Э) |
Любые |
/wa(Na) = 23 а.е.м.; |
элемента |
|
единицы |
ma(Na) = 3,82 1(Г23 г |
|
|
массы, в том |
|
|
|
числе а.е.м. |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
Продолжениетаблицы |
1 |
2 |
3 |
4 |
Масса молекулы |
wM(B), |
Любые |
т фЕ(ЫаР) = 42 а.е.м.; |
или формульной |
/ 77фн( В) |
единицы |
mM(N H 3) = 2,82-10-23 г |
единицы (ФЕ) |
|
массы, в том |
|
вещества |
|
числе а.е.м. |
|
Масса образца |
т(В) |
Любые |
т(руды) = 1,28 кг; |
(навески, порции) |
|
единицы |
w(H2S 04) = 100 г |
вещества |
|
массы (мг, г, |
|
|
|
кг,т) |
|
Объем образца |
т |
Любые |
F(N2)= 1,12 д м -5; |
(навески, порции) |
|
единицы |
F(p-paH2S04) = 52,5см3 |
вещества |
|
объема (см3, |
|
|
|
3 Зч |
|
|
|
дм ,м ) |
|
Химическое |
п(В) |
моль |
w(H2) = 1,5 моль |
количество |
|
|
|
вещества |
|
|
|
Молярная масса |
М(В) |
г/моль |
М(Н) = 1 г/моль; |
вещества |
|
|
M H N 03) = 63 г/моль |
Число частиц |
N(В) |
Атомы, |
TV(H2) = 3,01 *10^ |
|
|
молекулы, |
молекул; |
|
|
ионы, |
7S7(Si02) = 4,52 -10-1ФЕ |
|
|
формульные |
|
|
|
единицы (ФЕ) |
|
Необходимо запомнить значения следующих физических постоянных:
• молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.):
Ут= 22,4 дм3/моль;
• постоянная Авогадро:
Na = 6,02 • 1023 моль-1;
• атомная единица массы1:
1 а.е.м. = 1,66 • 10~27 кг = 1,66 • 10-24 г.
Рассмотрим решение различных типов задач на конкрет ных примерах.
1Международное обозначение и.
8 |
§ 1. Физические величины в химии |
Расчет массы структурной единицы вещества1
ПРИМЕР 1-1. Рассчитайте массу (в кг) атома цезия.
Решение |
|
|
Вариант 1 |
|
|
Массу атома элемента рассчитываем по формуле: |
|
|
т а(Э) = Аг(Э) • а.е.м. |
( 1- 1) |
|
В периодической системе элементов находим: |
|
|
Аг(Cs) = |
133. |
|
Тогда имеем: |
|
|
ma(Cs) = Ar(Cs) • а.е.м. = 133 • |
1,66 10- 27 = 2,21-Ю-25 (кг). |
|
Вариант 2 |
|
|
Массу атома элемента можно найти по формуле: |
|
|
|
М |
( 1-2) |
« а(Э) = — • |
В данном случае М —молярная масса простого вещества цезия: M(Cs) = 133 г/моль.
Находим:
|
133—^ |
ma(Cs) = |
моль = 2,2 1 -10~22г = 2,2Ы 0~25 кг. |
6,0 2 -Ю23—-—
моль Вы, вероятно, заметили, что расчеты можно производить
как без указания (вариант 1), так и с указанием (вариант 2) единиц физических величин, однако конечный результат всегда должен быть выражен в требуемых единицах (в пер вом случае единица величины берется в скобки).
Ответ: ma(Cs) = 2,21-Ю-25 кг.
1В случае изотопно-смешанных элементов по приведенным в периоди ческой таблице значениям Аг находятся средние массы атомов, молекул и формульных единиц
§ I. Физические величины в химии |
9 |
ПРИМЕР 1-2. Определите массу (в г) молекулы воды.
Решение
Вариант 1
Массу молекулы вещества можно рассчитать по формуле:
тм(В) = М г(В) • а.е.м. |
(1-3) |
Поскольку
М г(Н20 ) = 2ЛГ(Н) + ЛДО) = 2 +16 = 18,
имеем:
mM(Н20 ) = 18 • 1,66 • 10' 24 = 2,99 • 10-23 (г).
Вариант 2
Используем выражение:
= |
(1-4) |
|
А |
Так как Л/(Н20 ) = 18 г/моль, находим:
18
т(Н70 ) = ------------ = 2,99 • КГ23(г).
м2 6,02-10
Ответ: тм(Н20) = 2,99 • 10"23 г.
ПРИМЕР 1-3. Рассчитайте массу (в г) пяти формульных единиц оксида кремния (IV).
Решение
Оксид кремния (IV) —вещество атомного (а не молеку лярного) строения1. Для таких веществ вместо понятия «мо лекула» используется понятие «формульная единица» (ФЕ).
1Немолекулярное строение имеют также щелочи, соли, оксиды щелоч ных и щелочноземельных металлов и т.д. Для таких веществ вместо понятия «относительная молекулярная масса» используют понятие «относительная формульная масса»; обе величины обозначаются одинаково - Л/.