Задачник по химии. 9 класс. Кузнецова Н.В., Лёвкин А.Н.

Задачник включен в систему «Алгоритм успеха» и содержит как типовые расчетные задачи, так и задачи, способствующие формированию определенных навыков и умений, с элементами качественного анализа, творческие и повышенного уровня сложности. Они сгруппированы по темам, изучаемым в 9 классе основной школы, и в порядке возрастания уровня сложности: от простых до задач повышенного уровня сложности и олимпиадных. В начале большинства разделов помещен перечень основных понятий. Алгоритмы решения типовых задач и примеры решения комбинированных задач приводятся в конце пособия.

Задачник по химии. 9 класс. Кузнецова Н.В., Лёвкин А.Н.

 

Описание учебника

Перед вами пособие по химии — сборник задач и упражнений. Этот сборник ориентирован на учебник авторского коллектива под руководством доктора педагогических наук, профессора Н.Е. Кузнецовой и входит в состав методического комплекта по химии для 9 класса общеобразовательных учреждений. Кроме того, этот задачник можно использовать и при работе по учебникам других авторов.
В сборник включены как типовые расчетные задачи, так и упражнения для работы над формированием определенных умений и навыков, задачи с элементами качественного анализа, различные творческие задания и задачи повышенного уровня сложности. Задачи в пособии сгруппированы по темам, последовательно изучаемым в 9 классе. В нем содержатся следующие главы: «Теоретические основы химических процессов», «Теория электролитической диссоциации», «Сера и соединения серы», «Азот. Соединения азота», «Фосфор. Соединения фосфора», «Углерод и кремний», «Общие сведения об органических соединениях», «Металлы», «Алгоритмы решения задач», «Примеры решения комбинированных задач».
В начале большинства глав приводится перечень основных понятий, необходимых при изучении той или иной темы, и их краткое объяснение. Мы хотим подчеркнуть, что, напоминая значение этих понятий, мы не преследуем цель заменить учебник и подробно раскрыть содержание обсуждаемых терминов. Наша задача состоит в актуализации тех терминов и понятий, которые используют учащиеся в ходе решения задач по той или иной теме.
В каждой главе сначала приведены упражнения для отработки определенных умений и навыков для закрепления изученного материала, а затем — ряд расчетных задач. Расчетные задачи расположены по возрастанию уровня сложности: от самых простых до задач повышенного уровня сложности и олимпиадных. Важно отметить, что для освоения образовательного стандарта по химии от учащегося вовсе не требуется решить все задачи по изучаемой теме. Из большого количества различных заданий преподаватель сможет выбрать те, которые соответствуют уровню подготовки учащегося и его специализации. Мы включили в наш сборник и задачи для учащихся базовых классов, и задачи, над которыми могли бы поразмышлять школьники, желающие хотят связать свою будущую профессию с химией. В сборник кроме разнотипных задач включено достаточно много задач одного типа для формирования базовых умений и навыков. Это позволяет разобрать ход решения нескольких однотипных задач в классе, закрепить тот или иной навык во время самостоятельной работы и проверить степень усвоения учебного материала на последующих занятиях. Каждая глава заканчивается примером контрольной работы для учащихся базовых классов. К расчетным задачам в конце сборника даны ответы. Отметим, что мы умышленно не дали ответы к задачам, которые требуют творческого подхода, оставив учащимся возможность подумать самим и поискать ответы и решения в литературе.
Задачи повышенной сложности и олимпиадные не выделены в отдельный блок, а включены в каждую главу. Мы сознательно не отметили такие задачи никакими значками, предоставив учителю возможность самому определить, кому из учащихся адресована та или иная задача.
Хочется обратить внимание, что в соответствии с программой по химии 9 класса для общеобразовательных учреждений в задачник включена глава «Общие сведения об органических соединениях». Однако в данном случае предполагается только знакомство с миром органических веществ и краткий обзор классов органических соединений. В связи с этим в задачнике содержится минимальное, но, с точки зрения авторов, достаточное количество заданий для закрепления знаний по данной теме. В этой главе нет расчетных задач, но большое количество разнообразных упражнений позволит отработать необходимые навыки, предусмотренные при изучении этой темы.
Сборник завершают главы «Алгоритмы решения типовых задач» и «Примеры решения комбинированных задач», которые окажут помощь в освоении способов решения основных типов расчетных задач. В последней, десятой, главе приводятся примеры решения комбинированных задач.
Глава 1
Теоретические основы химических процессов. Тепловой эффект химической реакции
Экзотермические реакции — реакции, протекающие с выделением теплоты.
Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением теплоты.
Тепловой эффект — количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции. Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния веществ, которое указывается в скобках рядом с соответствующими формулами или символами. Тепловой эффект прямой реакции равен тепловому эффекту обратной реакции по абсолютной величине и противоположен ему по знаку.
Термохимическое уравнение — уравнение, в котором указан тепловой эффект реакции. Тепловой эффект обозначается в уравнении реакции в виде Q или приводится конкретное значение теплоты, выраженное в кДж. Тепловой эффект может быть также обозначен в виде АН° , причем АН° = -Q (при постоянном давлении).
Закон Гесса: тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.
Теплота образования соединения — количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моля данного соединения из простых веществ. Теплота образования простых веществ принята равной нулю.
Тепловой эффект химической реакции равен разности суммарного значения теплоты образования продуктов реакции и суммарного значения теплоты образования исходных веществ (следствие из закона Гесса).
Вопросы и задания 1-1. На основании термохимического уравнения разложения карбоната
кальция
В каком случае теплоты выделится больше? Ответ подтвердите расчетами.
1-10. При сгорании навески натрия массой 1 8,4 г в хлоре в результате реакции выделилось 328,88 кДж теплоты. На основании этих данных напишите термохимическое уравнение сгорания натрия в хлоре.
1-11. При взаимодействии натрия массой 9,2 г с серой в результате реакции выделилось 74,06 кДж теплоты. На основании полученных данных составьте термохимическое уравнение реакции взаимодействия натрия с серой.
1-12. При взаимодействии навески алюминия массой 8,1 г с бромом в результате реакции выделилось 154,02 кДж теплоты. На основании полученных данных составьте термохимическое уравнение реакции.
1-13. В результате сгорания порции метана (СН4, г.) объемом 56 л в избытке кислорода выделилось 2225 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения метана.
1-14. В результате сгорания порции сероводорода (H2S, г.) объемом 11,2л (н. у.) в избытке кислорода выделилось 280,85 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение горения сероводорода.
1-15. При взаимодействии натрия массой 23 г с водой выделяется 139,8 кДж теплоты, а при взаимодействии навески калия массой 39 г выделяется 140 кДж теплоты. Составьте термохимические уравнения реакций взаимодействия натрия и калия с водой, сравните тепловые эффекты этих реакций.
1-16. Тепловые эффекты образования хлоридов алюминия и меди(Н) соответственно равны 704,2 кДж/моль и 215,6 кДж/моль. Составьте термохимическое уравнение реакции взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди.
1.2. Скорость химической реакции
Фаза — отдельная однородная часть гетерогенной системы. Например, при О °С лёд, вода и образующийся над ними пар образуют гетерогенную систему из трех фаз: твердой — льда, жидкой — воды и газообразной — водяного пара.
Гомогенные системы — системы, внутри которых нет поверхностей раздела, отделяющих друг от друга части системы, которые различаются по свойствам. Системы, внутри которых такие поверхности имеются, называются гетерогенными.
Скорость химической реакции определяется изменением количества вещества реагентов и продуктов реакции за единицу времени в единице объема (для гомогенных систем) или на единице поверхности (для гетерогенных систем).
Закон действующих масс: при постоянной температуре скорость данной реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.
1.3. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье
Химическое равновесие — состояние реакционной системы, в котором скорости прямой и обратной реакций равны*.
Равновесные концентрации веществ — концентрации веществ в момент равновесия. Обозначаются формулой вещества, заключенного в квадратные скобки. Например, [N2] = 2 моль/л. Это значит, что в некоторой реакции концентрация азота в момент равновесия была равна 2 моль/л.
Принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабит воздействие.
При нагревании системы равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, при охлаждении — в сторону экзотермической.
При увеличении концентрации какого-либо из реагирующих веществ, участвующих в равновесии, равновесие смещается в сторону расходования этого вещества; при уменьшении концентрации какого-либо вещества равновесие смещается в сторону образования этого вещества.
При увеличении давления путем сжатия системы равновесие сдвигается в сторону уменьшения числа молекул газов, т. е. в сторону той реакции, в ходе которой происходит понижение давления; при уменьшении давления равновесие сдвигается в сторону возрастания числа молекул газов, т. е. в сторону увеличения давления.
Теория электролитической диссоциации
2* 1 • Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые
электролиты. Электролитическая диссоциация оснований, кислот и солей
Электролиты — вещества, которые в растворе или в расплаве проводят электрический ток (обладают ионной проводимостью).
Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы под действием молекул растворителя.
Степень электролитической диссоциации — отношение количества вещества электролита, распавшегося на ионы (прасп), к количеству вещества растворенного электролита (поб ).
Средние соли — это электролиты, диссоциирующие в водном растворе на катионы металлов и анионы кислотного остатка.
Средние соли диссоциируют с образованием только катионов металла и анионов кислотного остатка; основные соли диссоциируют с образованием катионов металла, анионов ОН» и анионов кислотного остатка; кислые соли диссоциируют с образованием катионов металла, катионов водорода (гидро-ксония) и анионов кислотного остатка. Примеры диссоциации средних солей:
2-1. Из данного перечня веществ или смесей веществ выберите электролиты: азот, хлорид кальция, керосин, соляная кислота, раствор сахарозы (сахара), кислород, нитрат бария, метан, гидроксид калия, бензин. 2-2. Напишите уравнения диссоциации следующих веществ:
а) нитрата калия, карбоната калия, хлорида магния, гидроксида бария, ио-доводородной кислоты;
б) сульфата магния, бромоводородной кислоты, хлорида кальция, гидроксида калия, сульфата железа(Ш);
в) сульфата железа(Ш), хлорида магния, ортофосфорной кислоты, ацетата натрия, гидроксида стронция;
г) перманганата калия, хлорной кислоты, хлората калия, перхлората калия, ацетата аммония, гидроксида цезия.
В каждом случае обозначьте класс, к которому относится то или иное вещество.
2-3. Подберите по три примера веществ, при диссоциации которых в растворе будет присутствовать ион:
2-10. Из данного перечня выберите сильные электролиты: нитрат натрия, нитрат бария, сероводородная кислота, гидроксид бария, сульфид натрия, угольная кислота, карбонат калия. 2-11. Из данного перечня выберите слабые электролиты: уксусная кислота, ацетат натрия, азотистая кислота, азотная кислота, нитрат калия, нитрит калия, соляная кислота. 2-12. Из данного перечня выберите сильные электролиты: ортофосфорная кислота, фосфат натрия, хлорид аммония, нитрат серебра, серная кислота, хлорная кислота, иодоводородная кислота. 2-13. Вычислите молярную концентрацию ионов натрия и ионов хлора в растворе, в 1 л которого содержится хлорида натрия массой 58,5 г.
2-14. Вычислите молярную концентрацию ионов калия и карбонат-ионов в растворе, в 1 л которого содержится карбоната калия массой 13,8 г.
2-15. Вычислите молярную концентрацию ионов натрия и нитрат анионов, содержащихся в 10%-м растворе нитрата натрия (плотность раствора 1,07 г/мл).
2-16. Вычислите молярную концентрацию ионов магния и сульфат-анионов, содержащихся в 16%-м растворе сульфата магния (плотность раствора 1,17 г/мл).
2-17. Вычислите молярную концентрацию ионов алюминия и сульфат-анионов, содержащихся в 10%-м растворе сульфата алюминия (плотность раствора 1,1 г/мл).
2*2* Реакции в растворах электролитов. Ионные уравнения реакций
Ионное уравнение (уравнение реакции в ионной форме) — уравнение реакции, отражающее суть реакций ионного обмена, в котором учитывается существование сильного электролита в растворе в диссоциированном виде.
Примечание 1. Формулы слабых электролитов и нерастворимых в воде веществ в ионных уравнениях принято записывать в недиссоциированной на ионы формы.

Задачник по химии. 9 класс.