© ������ ������ ���� ������������ � � 43/2004 ������� "�����" ������������� ���� "������ ��������". ��� ����� ����������� ������ � �������� � ����������.
  •  ������� �������� "������� ��������"
  •  ������� �������� ������� "�����"
  •  ���� "� ��� �� ���� �����"
  •  ���������� � 43/2004
  • Вывод химических формул углеводородов

    Я ИДУ НА УРОК

    Вывод химических
    формул углеводородов

    Конспект интегрированного урока математики и химии 10 класс

    Задачи урока. Закрепить умения решать системы уравнений, научить учащихся применять знания по математике при решении практических задач на нахождение химических формул углеводородов.
    Оборудование и реактивы. Таблицы «Системы линейных уравнений», «Окислители и восстановители», прибор для получения газа; карбид кальция, вода, растворы перманганата калия в кислой, нейтральной и щелочной средах.
    Эпиграф урока. Умствуй и придет! (Л.Ф.Магницкий).

    ХОД УРОКА

    Учитель математики. Среди естественных наук математика играет особую роль. Математический аппарат применяется во всех науках. С этой точки зрения математику можно рассматривать как способ и средство углубления естественно-научного знания.

    1. Фронтальная беседа с классом с целью повторения следующих вопросов.

    1) Что значит решить систему линейных уравнений?
    2) Если система линейных уравнений имеет решение, то что является решением системы:
        а) двух уравнений с двумя неизвестными;
        б) трех уравнений с тремя неизвестными?
    3) При каком условии система двух линейных уравнений имеет:
        а) одно решение;
        б) множество решений;
        в) не имеет решений?
    4) Каковы методы решений системы линейных уравнений?
    (В ходе беседы использовать таблицу «Системы линейных уравнений».)

    2. Запись предложенных систем линейных уравнений и определение у них числа решений.

    2) Решение системы линейных уравнений:

    Из первого уравнения, умноженного на 3, вычитаем второе и находим у:

    После этого находим х:

    3x – 2 = 7, x = 3.

    Ответ. (3; –1).

    3) Самостоятельная работа.

    Ответ. .

    3. Переход к задаче практического содержания, решаемой составлением системы линейных уравнений.

    (Учитель химии дает образец решения задачи.)
    Учитель химии. Органическое вещество содержит 84,21% углерода и 15,79% водорода. Плотность паров вешества по воздуху составляет 3,93. Определите химическую формулу этого вещества.

    Составим и решим систему линейных уравнений:

    Откуда х = 8, y = 18.

    Ответ. х = 8, y = 18;
                  формула вещества – С8H18 (октан).

    Задача для самостоятельного решения.
    Массовая доля углерода в углеводороде составляет 82,8%, а водорода – 17,2%. Плотность вещества при н.у. равна 2,59 г/л. Определите химическую формулу вещества.

    4. Объяснение учителя математики.

    Учитель математики. Математическая модель решаемых вами практических задач представляет собой систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными, которая имеет одно решение. Рассмотрим систему линейных уравнений, содержащую два уравнения с тремя неизвестными.

    Общее решение системы:

    Ответ. 

    Найдем два частных решения этой системы линейных уравнений.

    Ответ. (1; 3; 3).

    5. Решение задачи практического содержания.

    Учитель химии. Рассмотрим решение усложненной задачи на вывод химической формулы вещества, предложенной на вступительных экзаменах на химический факультет в МГУ.
    Задача. При окислении 0,06 моль неизвестного органического вещества водным раствором КMnO4, образовалось 9,96 г оксалата калия (K2C2O4), 13,92 г MnO2, 2,24 г КОН и вода. Какое вещество подверглось окислению? Напишите уравнение реакции окисления ближайшего гомолога этого вещества кислым раствором KMnО4.

    Идея задачи заключается в том, чтобы по коэффициентам в правой части уравнения реакции восстановить его левую часть.

    (K2C2O4) = 9,96/166 = 0,06 моль,

    (MnO2) = 13,92/87 = 0,16 моль,

    (KOH) = 2,24/56 = 0,04 моль.

    Отношение числа молей равно отношению коэффициентов:

    (неизв. в-ва Х) : (K2C2O4) : (MnO2) : (KOH) =
    = 0,06 : 0,06 : 0,16 : 0,04 = 1,5 : 1,5 : 4 : 1 = 3 : 3 : 8 : 2.

    Отсюда получаем схему реакции:

    3х + КMnО4 3K2C2О4 + 8MnО2 + Н2O + 2KOH.

    В правой части имеется по восемь атомов К и Мn, следовательно, в левой части коэффициент перед КMnО4 равен восьми. Число атомов углерода в правой части равно шести, поэтому неизвестное вещество х содержит два атома С и некоторое количество атомов Н и О:

    2НyOz + 8КMnO4 = 3K2C2O4 + 8MnO2 + 2KOH + aH2O.

    Теперь приравниваем количество атомов водорода и кислорода в левой и правой частях:

    Если z = 0, то а = 2, y = 2 неизвестное вещество – С2Н2.

    Если z = 1, то а = 5, y = 4 неизвестное вещество – С2Н4О.

    При z = 0 неизвестное вещество – ацетилен С2Н2. Это основное решение задачи. Ацетилен окисляется водным раствором КMnO4 до оксалата калия.
    Гомолог ацетилена – пропин – окисляется кислым раствором КMnО4 до уксусной кислоты и углекислого газа:

    С3Н4 + КMnО4 + Н24 СН3СООН + СО2 + К24 + MnSO4 + H2О.

    Коэффициенты уравнения находим ионно-электронным методом:

    3Н4 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5CH3COOH + 5CO2 + 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O.

    При z = 1 вещество имеет химическую формулу С2Н4О. Такой формуле отвечает уксусный альдегид и окись этилена:

    Химический эксперимент: окисление ацетилена водным раствором перманганата калия.

    Взяты три стакана названного раствора. В первый стакан добавили раствор Н2SO4, в третий стакан – раствор щелочи NaOH.
    Получение ацетилена:

    CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2.

    Выделяющийся газ пропустили через раствор КMnО4 в кислой, нейтральной и щелочной средах. Наблюдали изменения окраски раствора КMnО4. Результаты наблюдений оформили на доске и в тетрадях:

    Домашнее задание. Определите молекулярную формулу фторпроизводного бутена, если известно, что он содержит 4,545% водорода по массе. Напишите структурные формулы трех изомеров данного вещества, имеющих цисстроение.

    С4HxFy – общая формула.

    Mr4HxFy) = 48 + х + 19y.

    y = 3; x = 5. С4H5F3 – трифторбутен.

    Cтруктурные формулы изомеров:

    Подведение итогов урока.

    ЛИТЕРАТУРА

    Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Пособие для поступающих в вузы.
    М.: Дрофа, 1995.

    Г.С.НОВИКОВА, учитель химии,
    В.В.ЩЕЛЯКОВА, учитель математики
    средней школы № 4
    (г. Ростов, Ярославская обл.)

    TopList