Химия в задачах 10 класс» (автор Федотова Т.И.)

Управление образования администрации г.Новочебоксарска
МОУ "Средняя общеобразовательная школа №12" г.Новочебоксарска
Элективный курс
Химия в задачах
(10 класс)
Автор: Федотова Татьяна Ивановна, учитель
химии высшей квалификационной категории
г. Новочебоксарск, 2006 г.
I. Пояснительная записка
Совершенствование системы среднего образования вызывает необходимость
развития у учащихся интереса к изучению химии. Этот процесс немыслим без
использования активных форм самостоятельной работы и в первую очередь
упражнений и задач, требующих творческого подхода. Курс предназначается для
учащихся 10 класса. Задачи, предлагаемые для решения, включают логические,
физические и математические методы. Решение задач способствует выработке у
учащихся химического мышления.
II. Учебно – тематический план.
№
п/п
1
Количество
часов
1
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
13
4
Тема
Предельные углеводороды
Углеводороды с двойными
связями
Ацетиленовые углеводороды
Ароматические углеводороды
Спирты и фенолы
Альдегиды и кетоны
Карбоновые кислоты
Нитросоединения и амины
Аминокислоты, пептиды, белки
Углеводы
Нуклеиновые кислоты
Природные источники и
промышленные способы
получения органических
веществ
Анализ органических веществ
Вид
деятельности
Семинарские
занятия
Форма
контроля
Зачет
III. Содержание.
Тема 1. Предельные углеводы.
1. Напишите, структурные формулы всех соединений состава С5Н11Вr.
2. Углеводород массой 10,2 г занимает объем 6,2 л при давлении 0,92 атм. и
температуре 27°С. Назовите этот УВ.
3. Газ, образующийся при полном сгорании 0,1 моль предельного УВ,
пропустили через избыток известковой воды, при этом выпало 60 г осадка.
Определите молекулярную формулу и строение предельного УВ, если
известно, что он содержит один четвертичный атом углерода.
4. При дегидрировании бутана объёмом 10 л выделилось 20 л водорода.
Установите молекулярную формулу образовавшегося продукта.
5. Продукты полного сгорания (в избытке О2) 6,72 л смеси этана и пропана
пропустили через избыток известковой воды. При этом образовалось 80 г
осадка. Определите состав (в л) исходной смеси газов.
6. Какие два вещества вступили в реакцию. Напишите полные уравнения
реакций.
1). → СН3 – СНВr – СН3 + НВr
2). → СН3 – СН2 – NO2 + Н2О
3). → К2СО3 + С2Н6
4). → Метил циклопропан + МgВr2
Тема 2. Углеводороды с двойными связями.
1. Напишите структурные формулы всех непредельных УВ состава С5Н10.
2. Сколько существует индивидуальных веществ С3Н5Сl, содержащих
двойную связь? Приведите структурные формулы молекул.
3. Определите формулу алкена, если известно, что для сжигания 6 л алкена
потребовалось 27 л кислорода. Сколько л углекислого газа при этом
образовалось.
4. Напишите уравнения реакций
Бутадиен – 1,3 → А→ В→ С → Д
5. В результате обработки 20,4 г УВ бромной водой образовалось 68,4 г
продукта присоединения. Определите, какое это соединение и запишите его
структурную формулу и уравнение реакции.
6. Газ, образовавшийся при нагревании 28,75 мл предельного одноатомного спирта (плотность 0,8 г/мл) с концентрированной серной кислотой,
присоединяет 8,96 л водорода. Определите строение исходного спирта,
если выход УВ составляет 80% от теоретического.
Тема III. Ацетиленовые углеводороды.
1. Среди перечисленных ниже веществ выберите: а) изомеры, б) гомологи,
3 – метилбутина – 1: пентен – 2, пентин – 2, циклопентен, 2 – метилген
тин – 4, гексадиен – 1,3; 3 – метилбутен – 1.
2. Образец алкина массой 6,8 г полностью реагирует с 640 г 5% - ной бромной
воды. Установите молекулярную формулу и строение алкена, если известно, что
он не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.
3. Напишите уравнения реакций
С4Н5Na → С4Н6 → С4Н8О→ С3Н6О2 → С4Н11О2N
Укажите структурные формулы веществ.
4. Напишите уравнения реакций
Аl4С3 → х→ у→ Ag2C2
5. 2,8 л (н. у) смеси алкана, алкина и алкена содержащих одинаковое число
атомов углерода, могут прореагировать с 17,4 г оксида серебра или
присоединить 28 г брома. Определите качественный и количественный (в % по
объёму) состав исходной смеси.
Тема 4. Ароматические углеводороды.
1. Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических УВ состава
С9Н12.
2. Какие вещества вступили в реакцию, если в результате образовались
следующие вещества.
1) → 1,2 – диметилбензол + Н2
2) → С6Н5СН3 +НВr
3) → 1,3,5 – триметилбензол
Напишите полные уравнения реакций.
3. При нагревании 500 г некоторого предельного УВ с катализатором
образовалось 340 г ароматического УВ содержащего 8,7 % углерода по массе,
и 22,2 г в
4. Напишите уравнения реакций
С6Н6 → А → Б → В→
А→
Г→ Д
Назовите вещества, напишите структурные формулы.
5. Какая масса оксида марганца IV потребуется для получения хлора,
необходимого для превращения 10 мл бензола (плотностью 0,8 г/мл) в
гексахлорциклогексан.
Тема 5. Спирты и фенолы
1. Напишите уравнения реакций.
С3Н8 → А→ В→ С→
Д
Приведите структурные формулы соединений.
2. Смесь фенола и ароматического УВ общей массой 14,7 г обработали бромной
водой. При этом выпало 33,1 г осадка. Определите формулу УВ, если
известно, что молярное отношение фенола к УВ 2:1. напишите структурные
формулы изомерных ароматических УВ.
3. При полном окислении одноатомного спирта образуется кислота, для
нейтрализации 10 г которой требуется 27 мл 20% - го раствора гидроксида
калия (g = 1,18 г/мл). Установите формулу спирта, напишите структурные
формулы всех его изомеров и укажите те из них, которые окисляются в
кислоты.
4. Для нейтрализации смеси фенола и уксусной кислоты потребовалось 23,4 мл
20% - го раствора гидроксида калия (g = 1,2 г/мл). При взаимодействии
исходной смеси с бромной водой образовалось 16,55 г осадка. Каков состав
исходной смеси (в граммах)
Тема 6. Альдегиды и кетоны.
1. Среди перечисленных ниже веществ выберите те, которые являются
изомерами пентаналя: пентанон – 2, метилэтиленкетон, пентанол – 2, пентен
– 4 –ол-1, циклопентанол, 2,2 – диметилпропаналь, пентадиол – 1,3.
2. Какие два вещества вступили в реакцию
1) → СН3СНО
2) → СН3СНО + Сu+Н2О
3) → СН3СНО + KCl+Н2О
Напишите уравнения реакций.
3. Вещество А вступает в реакцию «серебряного зеркала». Окислением А
получают соединение, В, которое вступает в реакцию с метанолом в
присутствии концентрированной серной кислоты; при этом образуется
вещество С – вещество, обладающее приятным запахом. При сгорании
вещества С образуется углекислого газа в 1,5 раза больше, чем при сгорании
вещества ВА. Приведите формулы веществ, напишите уравнения реакций.
4. Напишите уравнение реакций.
СаС2 → А→ В→ С→
Д
Тема 7. Карбоновые кислоты.
1. Напишите структурные формулы всех карбоновых кислот состава С4Н8О2.
2. Какие два вещества вступили в реакцию
1) → СН3СООН + Н2О
2) → С2Н5СООН + НСl
3) → С2Н5СООН
4) → С2Н5СООН + NН4Сl
3. Какой объем 10% - го раствора гидроксида калия (g = 1,09 г/мл) потребуется
для нейтрализации смеси, состоящей из 1 г уксусной кислоты и 1 г
муравьиной кислоты.
4. Раствор уксусной кислоты массой 50 г нейтрализовали водным раствором
гидрокарбоната натрия. При пропускании выделившегося газа через
известковую воду было получено 7,5 г осадка. Найдите массовую долю
уксусной кислоты в растворе.
5. Напишите уравнения реакций, укажите структурные формулы.
С10Н12 → С3Н6О2 → С3Н5ОСl→ С10Н12О2
Тема 8. Нитросоединения и амины.
1. Среди перечисленных ниже веществ выберите те, которые являются
изомерами 2-нитробутана: 2-аминобензойная кислота, 2-нитро-2метилпропан, 2-аминобутановая кислота, 2-нитротолуол.
2. Соединение - А - тяжелая желтоватая жидкость с запахом горького
миндаля. Соединение А при действии железных стружек в кислой
среде восстанавливается в соединение В - бесцветную маслянистую
жидкость, малорастворимую в воде. При действии на В
концентрированной соляной кислоты происходит экзотермическая
реакция с образованием соли С . Приведите формулы веществ и
уравнения реакций.
3. Напишите уравнения реакций.
СаС2→ А→
Б→
В→
Г
4. При сгорании смеси метиламина и паров этанола образовалось 18 г.
Воды и 2,24 л газа, нерастворимого в растворе щелочи. Вычислите
массовую долю метиламина в исходной смеси.
Тема 9. Аминокислоты, пептиды, белки.
1. Предложите схему получения этилового эфира аминоуксусной
кислоты, исходя из ацетилена и неорганических веществ.
2. Вычислите массу 15-ного раствора аминоуксусной кислоты, которую
можно получить из 15 г. Уксусной кислоты двухстадийным синтезом с
выходом продукта на каждой стадии, равным 75 %.
3. Какие вещества и в каких количествах образуются при действии 50 мл
соляной кислоты с концентрацией 3 моль/ л на 14,6 г лизина.
4. Для полного гидролиза образца дипептида массой 24 г потребовалось
2,7 г воды. Установите структуру дипептида, если известно, что при
гидролизе образовалось только одна аминокислота.
5. Для полного гидролиза образца трипептида массой 27,7 г
потребовалось 3,6 г воды. Установите структуру трипептида, если
известно, что при гидролизе образовалась только одна аминокислота.
Тема 10. Углеводы.
1. Полученное из глюкозы соединение С6Н14О6 в реакции с натрием
образует соединение состава С6Н8Na6О6, с гидроксидом меди II –
комплексное соединение сине-фиолетового цвета. Напишите
структурные формулы и уравнения реакций.
2. Полученное из глюкозы соединение С3Н6О3 в реакции с натрием
образует соединение состава С3Н4Nа2О3 , с карбонатом кальция –
С6Н10СаО6, с этанолом в присутствии серной кислоты С5Н10О3.
Назовите эти соединения и напишите уравнения реакций.
3. Вычислите массу 10% - го раствора глюкозы, подвергшегося
брожению, если известно, что при этом выделилось столько же газа,
сколько его образуется при полном сгорании 35 мл этанола (g = 0,8
г/мл).
4. Дерево при максимальной интенсивности фотосинтеза способно
превращать за сутки 50 г оксида углерода IV в углеводы. Сколько л
кислорода при этом выделится.
Тема 11. Нуклеиновые кислоты.
1. Некоторые производные пиридина имеет молекулярную формулу
С6Н5NО2. Известно, что это вещество реагирует с гидрокарбонатом
натрия. Установите его возможную структурную формулу.
2. При сжигании образца азотсодержащего гетероциклического
соединения, не содержащего заместителей в кольце, образовалось 7,5 л
углекислого газа, 3,75 л паров воды и 0,75 л азота (н.у). Установите
структуру исходного соединения.
3. Предскажите химические свойства барбитуровой кислоты, производные
которой применяются в качестве снотворных средств.
Напишите по одному уравнению реакции, характеризующих химические
свойства функциональных групп, гетероатомов и ароматической системы.
4. Установите формулу нуклеотида, имеющего молекулярную формулу С
С9Н14N3О8Р.
Тема 12. Природные источники и промышленные способы получения
органических веществ.
1. Предложите схемы получения из природного газа следующих веществ:
а) щавелевой кислоты Н2С2О4
б) анилина
в) бутадиена.
2. Какую массу каучука можно получить из 100 кг 96-%-ного этанола,
если выход реакции Лебедева составляет 60% , а реакции полимеризации
80%.
3. Определите строение непредельного углеводорода с открытой цепью
углеродных атомов, на полное каталитическое гидрирование 1,62г
которого потребовалось 1,34л водорода. Исходный УВ широко
используется в промышленности для производства каучука.
4. К 1,12л бесцветного газа (н. у), полученного из карбида кальция,
присоединили хлороводород, образовавшийся при действии
концентрированной серной кислоты на 2,93г поваренной соли. Продукт
присоединения хлороводорода полимеризовался с образованием 2,2г
полимера. Какой полимер был получен ? Каков выход превращения
мономера в полимер (в % от теоретического).
Тема 13. Анализ органических соединений. Изомерия.
1. Укажите, какие из следующих формул могут соответствовать реально
существующим веществам: а) С10Н23 , б) С7Н14Сl, в) С20Н40Сl2, г)
С8Н17О2, д) С8Н22О2, е) С9Н18Сl4, ж) С15Н25Сl2N2.
2. При полном сгорании 0,7 г вещества А, относительная молекулярная
масса которого равна 70, образуется 1120 мл СО2 и 0,9 г Н2О (н.у). При
окислении 0,7 г вещества А дихроматом калия в присутствии серной
кислоты образуется смесь, из которой можно выделить 0,58 г вещества
В. Это вещество способно присоединять водород с образованием
вещества С. Установите возможные структурные формулы веществ А,
В, С и напишите уравнения возможных реакций.
3. В результате реакции между 1,18 г некоторой органической кислоты и
0,46 г щелочного металла выделяется 224 мл Н2 (н.у). Относительная
молекулярная масса кислоты равна 118. а) Напишите возможные
структурные формулы исследованной кислоты. б) Вычислите Аr
взятого щелочного металла.
4. Мr вещества, состоящего из С, Н и О, равна 62. Это вещество способно
реагировать с уксусной кислотой. Установите структурную формулу
исследованного вещества.
5. Вещество А, содержащее 24,24% С, 4,04% Н и 71,72 Сl, при нагревании
с водой в присутствии слабого основания превращается в вещество В,
которое дает реакцию серебряного зеркала. Напишите структурные
формулы веществ А и В.
6. Углеводород А присоединяет бром и превращается в соединение с Мr =
188. Какую формулу имеет углеводород А.
7. При обработке нитрующей смесью ароматического вещества А,
молекулярная формула которого С8Н10, образуются преимущественно
два вещества В и В/, с молекулярной формулой С8Н9О2N. При
окислении вещества А подкисленным водным раствором КМnО4,
образуется вещество С с молекулярной формулой С7Н6О2. Окисление в
тех же условиях веществ В и В/ дает изомерные вещества Д и Д/.
Установите строение веществ А, В, В/, Д, Д/.
8. Дана схема превращений
А→
В→
С→
Д→
Е→
F
↓
У
Вещество А содержит 85,71% С и 14,29% Н , вещество Д содержит 55,04%
Сl ,У –взрывчатое вещество , 1 моль вещества F реагирует с 2 моль Н2
а) напишите формулы и названия веществ А-У.
б) определите суммарный объем газов, включая водяные пары,
образующиеся при разложении вещества У, полученного из 100 кг
вещества А.
в) Какие из веществ А – У могут существовать в виде геометрических
изомеров.
9. Один моль вещества, молекулярная формула которого С4Н8О3 может
реагировать с 1 моль NаОН или 2 моль Nа. Напишите возможные
структурные изомеры.
10. Мr органического вещества, состоящего из С, Н и О, равна 62. При
полном сгорании некоторого количества вещества расходуется 280 мл О2 и
образуется 0,27 г воды и 224 мл СО2. Зная, что 0,31 г вещества
взаимодействует с 0,23 г натрия, напишите структурные формулы
вещества.
IV. Литература:
1. Кузьменко Н.Е, Еремин В.В, Понков В.А.
Химия для школьников старших классов и поступающих в вузы.
М.:Дрофа, 1999.
2. Ахметов Н.С.
Неорганическая химия. М.: Просвещение 1992
3. Потопов В.М, Татаринчик С.Н.
Органическая химия. М.:Химия, 1989.
4. П. Будруджак
Задачи по химии. Перевод с румынского М.: Мир, 1989.