Kimyada bir problemi çözmek için net bir algoritma, bu karmaşık disiplinde son testlere uyum sağlamanın harika bir yoludur. 2017 yılında sınavın yapısında önemli değişiklikler yapılmış, tek cevaplı sorular testin ilk bölümünden çıkarılmıştır. Soruların anlatımı, mezunun kimya gibi çeşitli alanlarda bilgi sahibi olduğunu gösterecek ve basitçe "tik" koyamayacak şekilde verilmiştir.
Ana Zorluklar
Mezunlar için maksimum zorluk, organik bileşiklerin formüllerinin türetilmesiyle ilgili sorulardır, problemi çözmek için bir algoritma oluşturamazlar.
Böyle bir sorunla nasıl başa çıkılır? Önerilen görevle başa çıkmak için kimyadaki problemleri çözmek için algoritmayı bilmek önemlidir.
Aynı problem diğer akademik disiplinler için tipiktir.
Eylemlerin sırası
En yaygın olanı, bilinen yanma ürünleriyle bileşiği belirleme sorunlarıdır, bu nedenle bir örnek kullanarak sorunları çözmek için algoritmayı düşünmeyi öneriyoruz.bu tür bir egzersiz.
1. Belirli bir maddenin molar kütlesinin değeri, bazı gazlar için bilinen bağıl yoğunluk kullanılarak belirlenir (önerilen görev koşulunda mevcutsa).
2. Bu işlemde oluşan maddelerin miktarını gaz halindeki bir bileşik için molar hacim, sıvı maddeler için yoğunluk veya kütle aracılığıyla hesaplıyoruz.
3. Belirli bir kimyasal reaksiyonun ürünlerindeki tüm atomların nicel değerlerini hesaplıyoruz ve ayrıca her birinin kütlesini hesaplıyoruz.
4. Bu değerleri özetliyoruz, sonra elde edilen değeri koşul tarafından verilen organik bileşiğin kütlesi ile karşılaştırıyoruz.
5. İlk kütle elde edilen değeri aşarsa, molekülde oksijen bulunduğu sonucuna varırız.
6. Kütlesini belirleriz, bunun için verilen organik bileşik kütlesinden tüm atomların toplamını çıkarırız.
6. Oksijen atomlarının sayısını (mol cinsinden) bulun.
7. Problemde bulunan tüm atomların miktarlarının oranını belirleriz. Analitin formülünü elde ederiz.
8. Moleküler versiyonunu, molar kütleyi oluşturuyoruz.
9. İlk adımda elde edilen değerden farklıysa her bir atomun sayısını belirli sayıda artırıyoruz.
10. İstenilen maddenin moleküler formülünü oluşturun.
11. Yapıyı tanımlama.
12. Organik maddelerin yapılarını kullanarak belirtilen işlemin denklemini yazıyoruz.
Problemi çözmek için önerilen algoritma, organik bir bileşik formülünün türetilmesiyle ilgili tüm görevler için uygundur. Lise öğrencilerine yardım edeceksınavla yeterince başa çıkmak.
Örnek 1
Algoritmik problem çözme nasıl olmalıdır?
Bu soruyu yanıtlamak için işte bitmiş bir örnek.
17.5 g bileşik yakıldığında, 28 litre karbondioksit ve 22.5 ml su buharı elde edildi. Bu bileşiğin buhar yoğunluğu 3.125 g/l'ye karşılık gelir. Üçüncül doymuş alkolün dehidrasyonu sırasında analitin oluştuğu bilgisi vardır. Sağlanan verilere göre:
1) bu organik maddenin moleküler formülünü bulmak için gerekli olacak belirli hesaplamaları yapın;
2) moleküler formülünü yazın;
3), önerilen moleküldeki atomların bağlantısını benzersiz bir şekilde yansıtan orijinal bileşiğin yapısal bir görünümünü yapın.
Görev verileri.
- m (başlangıç malzemesi)- 17.5g
- V karbondioksit-28L
- V su-22,5ml
Matematiksel hesaplamalar için formüller:
- √=√ mn
- √=m/ρ
Dilerseniz bu görevle birkaç şekilde başa çıkabilirsiniz.
İlk yol
1. Molar hacmi kullanarak bir kimyasal reaksiyonun tüm ürünlerinin mol sayısını belirleyin.
nCO2=1.25 mol
2. Bu işlemin ürünü olan ilk elementin (karbon) nicel içeriğini ortaya çıkarıyoruz.
nC=nCO2=, 25 mol
3. Elemanın kütlesini hesaplayın.
mC=1.25 mol12g/mol=15 g.
Yoğunluğun 1g/ml olduğunu bilerek su buharının kütlesini belirleyin.
mH2O 22,5g'dir
Reaksiyon ürününün (su buharı) miktarını ortaya koyuyoruz.
n su=1.25 mol
6. Reaksiyon ürünündeki elementin (hidrojen) nicel içeriğini hesaplıyoruz.
nH=2n (su)=2,5 mol
7. Bu elementin kütlesini belirleyin.
mH=2.5g
8. Molekülde oksijen atomlarının varlığını (yokluğunu) belirlemek için elementlerin kütlelerini toplayalım.
mC + mH=1 5g + 2.5g=17.5g
Bu, sorunun verilerine karşılık gelir, bu nedenle istenen organik maddede oksijen atomu yoktur.
9. Oranı bulma.
CH2en basit formüldür.
10. Yoğunluğu kullanarak istenen maddenin M'sini hesaplayın.
M madde=70 g/mol.
n-5, madde şuna benziyor: C5H10.
Koşul, maddenin alkolün dehidrasyonu ile elde edildiğini, dolayısıyla bir alken olduğunu söylüyor.
İkinci seçenek
Problemi çözmek için başka bir algoritma düşünelim.
1. Bu maddenin alkollerin dehidrasyonu ile elde edildiğini bildiğimizden, alken sınıfına ait olabileceği sonucuna varıyoruz.
2. Yoğunluğu kullanarak istenen maddenin M değerini bulun.
M inç=70 g/mol.
3. Bir bileşik için M (g/mol): 12n + 2n.
4. Bir etilen hidrokarbon molekülündeki karbon atomlarının nicel değerini hesaplıyoruz.
14 n=70, n=5, yani molekülerbir maddenin formülü şuna benzer: C5H10n.
Bu sorunun verileri, maddenin üçüncül bir alkolün dehidrasyonu ile elde edildiğini, dolayısıyla bir alken olduğunu söylüyor.
Bir problemi çözmek için bir algoritma nasıl yapılır? Öğrenci, farklı organik bileşik sınıflarının temsilcilerini nasıl elde edeceğini bilmelidir, onların özel kimyasal özelliklerine sahiptir.
Örnek 2
Kullanımdan başka bir örnek kullanarak sorunu çözmek için bir algoritma belirlemeye çalışalım.
22,5 gram alfa-aminokarboksilik asidin atmosferik oksijende tam yanması ile 13,44 litre (N. O.) karbon monoksit (4) ve 3,36 L (N. O.) nitrojen toplamak mümkün oldu. Önerilen asidin formülünü bulun.
Koşullara göre veri.
- m(amino asitler) -22,5 g;
- √(karbon dioksit ) -13,44 litre;
- √(azot) -3, 36 y.
Formüller.
- m=Mn;
- √=√ mn.
Problemi çözmek için standart algoritmayı kullanıyoruz.
Etkileşim ürünlerinin nicel değerini bulun.
(azot)=0.15 mol.Kimyasal denklemi yazın (genel formülü uygularız). Ayrıca, reaksiyona göre, madde miktarını bilerek aminokarboksilik asidin mol sayısını hesaplıyoruz:
x - 0,3 mol.
Bir aminokarboksilik asidin molar kütlesini hesaplayın.
M(başlangıç maddesi )=m/n=22,5 g/0,3 mol=75 g/mol
Orijinalin molar kütlesini hesaplayınelementlerin bağıl atomik kütlelerini kullanarak aminokarboksilik asit.
M(amino asitler )=(R+74) g/mol.
Hidrokarbon radikalini matematiksel olarak belirleyin.
R + 74=75, R=75 - 74=1.
Seçim yaparak, hidrokarbon radikalinin varyantını belirliyoruz, istenen aminokarboksilik asidin formülünü yazıyoruz, cevabı formüle ediyoruz.
Sonuç olarak, bu durumda sadece bir hidrojen atomu vardır, bu nedenle CH2NH2COOH (glisin) formülüne sahibiz.
Cevap: CH2NH2COOH.
Alternatif çözüm
Problemi çözmek için ikinci algoritma aşağıdaki gibidir.
Molar hacim değerini kullanarak reaksiyon ürünlerinin nicel ifadesini hesaplıyoruz.
(karbon dioksit )=0,6 mol.Bu bileşik sınıfının genel formülüyle donanmış kimyasal süreci yazıyoruz. Alınan aminokarboksilik asidin mol sayısını denklemle hesaplıyoruz:
x=0,62/inç=1,2 /mol cinsinden
Ardından, aminokarboksilik asidin molar kütlesini hesaplıyoruz:
M=75 g/mol cinsinden.
Elementlerin göreli atomik kütlelerini kullanarak, bir aminokarboksilik asidin mol kütlesini buluruz:
M(amino asitler )=(R + 74) g/mol.
Molar kütleleri eşitleyin, sonra denklemi çözün, radikalin değerini belirleyin:
R + 74=75v, R=75v - 74=1 (v=1 alın).
Seçim yoluyla hidrokarbon radikali olmadığı, dolayısıyla istenen amino asidin glisin olduğu sonucuna varılır.
Sonuç olarak, R=H, CH2NH2COOH formülünü elde ederiz(glisin).
Cevap: CH2NH2COOH.
Algoritma yöntemiyle böyle bir problem çözme, ancak öğrencinin yeterli temel matematik becerisine sahip olması durumunda mümkündür.
Programlama
Algoritmalar burada nasıl görünüyor? Bilişim ve bilgisayar teknolojisindeki problem çözme örnekleri, net bir eylem dizisi gerektirir.
Sıra ihlal edildiğinde, algoritmanın tam olarak çalışmasına izin vermeyen çeşitli sistem hataları meydana gelir. Nesne yönelimli programlama kullanarak bir program geliştirmek iki adımdan oluşur:
- görsel modda bir GUI oluşturma;
- kod geliştirme.
Bu yaklaşım, programlama problemlerini çözme algoritmasını büyük ölçüde basitleştirir.
Bu zaman alıcı süreci manuel olarak yönetmek neredeyse imkansız.
Sonuç
Yenilikçi problemleri çözmek için standart algoritma aşağıda sunulmuştur.
Bu, kesin ve anlaşılır bir eylemler dizisidir. Oluştururken, görevin ilk verilerine, açıklanan nesnenin ilk durumuna sahip olmak gerekir.
Algoritmaların problem çözme aşamalarını vurgulamak için, çalışmanın amacını belirlemek, yürütücü tarafından yürütülecek komutlar sistemini vurgulamak önemlidir.
Oluşturulan algoritmanınbelirli bir özellik kümesi olun:
- ayrıklık (adımlara bölme);
- benzersizlik (her eylemin bir çözümü vardır);
- kavramsal;
- performans.
Birçok algoritma çok büyüktür, yani birçok benzer görevi çözmek için kullanılabilirler.
Bir programlama dili, veri ve algoritmik yapılar yazmak için özel bir kurallar dizisidir. Şu anda tüm bilimsel alanlarda kullanılmaktadır. Önemli yönü hızdır. Algoritma yavaşsa, rasyonel ve hızlı yanıtı garanti etmezse, revizyon için döndürülür.
Bazı görevlerin yürütme süresi yalnızca giriş verilerinin boyutuna göre değil, aynı zamanda diğer faktörlere göre de belirlenir. Örneğin, önemli sayıda tamsayıyı sıralamak için kullanılan algoritma, bir ön sıralama yapılması şartıyla daha basit ve daha hızlıdır.
