Здравствуйте, уважаемые подписчики!
Сегодняшнюю статью я хочу посвятить 33 задаче формата ЕГЭ, точнее- первой ее части – нахождению молекулярной формулы органического вещества. В основе решения лежат общеизвестные расчетные алгоритмы определения количественного состава вещества по данным элементного анализа или по массам продуктов сгорания. Но, чтобы вывести истинную формулу искомого вещества, на мой взгляд, одних расчетных алгоритмов недостаточно. Необходимо учитывать несколько нюансов, а именно:
-порядок округления математических результатов на первом этапе расчетов (при переводе исходной числовой информации в количество вещества конкретного элемента);
-переход от полученных результатов к простейшей формуле ОВ ( т.е. формуле с простейшим положительным целочисленным соотношением атомов, присутствующих в соединении);
-переход к истинной формуле ОВ, соответствующей условию задачи.
Не вдаваясь в частности известных алгоритмов, далее хочу рассмотреть вышеуказанные моменты.
А.Порядок округления на первом этапе расчетов.
В подавляющем количестве задач результаты округляют до такого же количества знаков после запятой, сколько дается в исходных данных. Если получается не периодическая дробь, лучше обойтись вообще без округления. Пример – задачи 1-3
Б. Переход от полученных результатов к простейшей формуле ОВ (к формуле с минимально возможными целыми значениями индексов)
1).Согласно традиционным расчетным алгоритмам на втором этапе расчетов расчетные значения делят на минимальное из полученных на первом этапе чисел. Порядок округления– до сотых. Результаты могут быть как целыми, так и дробными числами. Чаще всего дробная часть представлена числами :(…, 25); (…50). Реже встречаются числа (…, 33) и (…,67). Наиболее редко встречается (…,75). Переход к целым индексам (необходимым для простейшей формулы) осуществляется путем умножения на соответствующий множитель. В таблице 1 приведены примеры переход от предварительных результатов расчетов к простейшей формуле для разных случаев:
2).В случае наличия общего делителя у всех, полученных на предварительном этапе, количеств молей, переход к простейшей формуле можно осуществить путем деления на этот общий делитель. Примеры приведены в таблице 2:
В. Переход к истинной формуле ОВ, соответствующей условию задачи.
На этом этапе можно выделить два определяющих критерия:
1) Эмпирическое правило (авторское): Сумма валентностей всех элементов, кроме углерода, должна быть четным числом. Это правило определяется тем, что общее количество валентностей, предоставляемых углеродом, – четное число. Правило актуально прежде всего для ОВ, в состав которых входит не более 3 химических элементов (углеводороды, кислородсодержащие, галогенпроизводные, амины, феноляты, алкоголяты).
Значения валентностей, используемых для расчета суммы, – общеизвестны: у водорода -1, у кислорода – 2, у галогенов – 1, у щелочных металлов – 1.
Если сумма валентностей – нечетное число, для перехода к истинной формуле необходимо умножить простейшую формулу на 2.
Примеры использования этого эмпирического правила приведены в таблице 3:
2).В ряде случаев при соблюдении правила четности суммы валентностей простейшая формула не соответствует истинной формуле. В основном, это определяется условием задачи. В качестве примера можно привести задачу 4.
Простейшая формула вещества Х – С2Н3Cl. Сумма валентностей элементов = 1*3+1=4 (четное число). Но, согласно условию, вещество Х получено в результате присоединения 1 моля хлора к УВ. Т.е. молекула вещества Х должна содержать 2 атома хлора, поэтому истинная формула Х – (С2Н3Cl)2, т.е. С4Н6Cl2
Справедливости ради нужно отметить, что задач, подобных задаче 4, не очень много. Обычно использование правила четности позволяет сразу выйти на истинную формулу вещества.
Если же в состав молекулы ОВ входит больше 3 элементов, то, как правило, получаемая простейшая формула соответствует истинной формуле.
Таким образом, для того, чтобы вывести истинную формулу ОВ ( а это – не только +1 балл, но и залог успешного решения 33 задачи ЕГЭ) ученик должен знать целый ряд нюансов : особенности округления на первом этапе вычислений, особенности перехода от полученных результатов к простейшей и затем к истинной формулам искомого вещества.
Отработка навыков вывода молекулярной формулы ОВ может проводиться разными способами. Я выбрала для себя вариант онлайн-тестирования. Для этого первую часть 33-й задачи (в первую очередь, подборки из реальных ЕГЭ) переработала под формат Online Test Pad (тесты с выбором одного из ответов).
Задачи распределила по 8 блокам, включающим задачи на вывод формулы по данным элементного анализа и по продуктам сгорания для углеводородов, кислородсодержащих, галогенпроизводных, азотсодержащих, металлоорганики (всего около 100 задач).
Ученик, открыв тест, видит условие задачи; решает ее и вводит правильный ответ. После прохождения каждого блока - автоматическая оценка правильности выполнения заданий (от 0 до 100%). Есть возможность посмотреть, в каких задачах допущена ошибка.
В основном, даю такие тесты в формате ДЗ с предложением - «добиваться 100%-ной успешности». Как правило, для этого приходится решать задачи не по одному разу. Таким образом происходит закрепление алгоритмов расчета со всеми их нюансами.
Познакомиться с одним из блоков задач можно по ссылке:
https://onlinetestpad.com/qtlcrt56ur4xg
Все блоки (ссылки на них) планирую опубликовать в своем частном ТГ – канале «ЕГЭ-2025 по химии: авторские разработки и онлайн-тесты». Подробности – в ЛС ВК https://vk.com/id363684368
Заранее благодарна за конструктивные замечания и дополнения.