Algoritmi pentru rezolvarea problemelor - caracteristici, descriere pas cu pas și recomandări

Un algoritm clar pentru rezolvarea problemei chimiei - o modalitate foarte bună de a regla la testul final al acestei discipline complexe. În 2017 an au existat modificări substanțiale în structura examinării primei părți a întrebărilor de testare sunt eliminate, presupunând un singur răspuns. Formularea întrebărilor este dat, astfel încât absolventul a demonstrat expertiză în diferite secțiuni, de exemplu, chimie, și nu doar ar putea pune o „tick.“

Dificultăți de bază

Complexitatea maximă pentru absolvenți este o întrebare privind derivarea formulelor pentru compușii organici, ei nu pot să compună un algoritm pentru rezolvarea problemei.

Cum să facem față unei astfel de probleme? Pentru a face față sarcinii propuse, este important să cunoaștem algoritmul de rezolvare a problemelor din chimie.

Aceeași problemă este caracteristică altor discipline academice.

Secvența acțiunilor

Cele mai obișnuite sarcini sunt de a determina conectarea produselor de combustie cunoscute, așa că vă sugerăm să luați în considerare algoritmul pentru rezolvarea problemelor utilizând exemplul acestui tip de exercițiu.

1. Amplitudinea masei moleculare a unei substanțe date se determină utilizând densitatea relativă cunoscută pentru un gaz (dacă este prezent în starea problemei propuse).

2. Calculați cantitatea de substanțe produse în acest procedeu printr-un volum de molar pentru compusul gazos, prin densitatea sau masa substanțelor lichide.

3. Calculam valorile cantitative ale tuturor atomilor din produsele unei reacții chimice dat și, de asemenea, calculam masa pentru fiecare.

4. Rezumați aceste valori, apoi comparați valoarea obținută cu cea dată de greutatea compusului organic.

5. Dacă masa inițială depășește valoarea obținută, conchidem că în moleculă există oxigen.

6. Determinați masa, scădeați din această cantitate de masă a compusului organic suma tuturor atomilor.

6. Găsiți numărul atomilor de oxigen (în cariere).

7. Determinați raportul dintre cantitățile tuturor atomilor disponibili în problemă. Obținem formula pentru substanța care urmează să fie determinată.

8. Noi alcătuim varianta moleculară, masa molară.

9. Când diferă de valoarea obținută în prima acțiune, creștem numărul fiecărui atom cu un anumit număr de ori.

10. Compunem formula moleculară a substanței căutate.

11. Determinați structura.

12. Se scrie ecuația acestui proces folosind structurile de substanțe organice.

Algoritmul propus pentru rezolvarea problemei este adecvat pentru toate sarcinile legate de derivarea formulei pentru un compus organic. El va ajuta elevii de liceu să facă față în mod adecvat cu USE.

Exemplul 1

Cum ar trebui să arate soluția problemelor cu ajutorul algoritmilor?

Pentru a răspunde la această întrebare, dăm un eșantion finalizat.

La arderea a 17,5 g de compus s-au obținut 28 litri de dioxid de carbon, precum și 22,5 ml de vapori de apă. Densitatea vaporilor acestui compus corespunde la 3,125 g / l. Există informații că substanța se formează atunci când alcoolul terțiar este deshidratat. Pe baza datelor propuse:

1) efectuați anumite calcule care vor fi necesare pentru a găsi formula moleculară a acestei materii organice;

2) Notați formula moleculară;

3) structurarea aspectului compusului original, care reflectă în mod unic combinația de atomi în molecula propusă.

Datele de sarcină.

• m (materie primă) 17,5 g
• V dioxid de carbon - 28 litri
• În apă - 22,5 ml

Formule pentru calcule matematice:

• radic- = radic- _m* n
• radic- = m / ρ

Dacă doriți, puteți face față acestei sarcini în mai multe moduri.

Prima cale

1. Determinați numărul de moli din toate produsele unei reacții chimice utilizând un volum molar.

NCO₂ = 1,25 mol

2. Determinați conținutul cantitativ al primului element (carbon) în produsul acestui proces.

nC = nCO₂ =, 25 moli

3. Calculați masa elementului.

mC = 1,25 mol * 12 g / mol = 15 g.

Determinăm masa vaporilor de apă, știind că densitatea este de 1 g / ml.

mH₂O este 22,5 g

Se determină cantitatea de produs de reacție (vapori de apă).

n de apă = 1,25 mol

6. Calculam conținutul cantitativ al elementului (hidrogen) în produsul de reacție.

nH = 2n (apă) = 2,5 mol

7. Determinați masa acestui element.

mH = 2,5 g

8. Rezumați masele elementelor pentru a determina prezența (absența) atomilor de oxigen în moleculă.

mC + mH = 1,5 g + 2,5 g = 17,5 g

Aceasta corespunde datelor problemei, prin urmare nu există atomi de oxigen în materia organică dorită.

9. Gasim raportul cantitativ.

CH₂ - aceasta este cea mai simplă formulă.

10. Se calculează M din substanța dorită utilizând densitatea.

M de substanță = 70 g / mol.

n-5, substanța arată astfel: C₅H₁₀.

În condiția în care se spune că substanța este obținută prin deshidratarea alcoolului, este o alchenă.

A doua opțiune

Să luăm în considerare încă un algoritm pentru rezolvarea problemei.

1. Știind că această substanță este produsă prin deshidratarea alcoolilor, concluzionăm că este posibil să aparțină clasei de alcene.

2. Să găsim valoarea M a substanței căutate folosind densitatea.

Mv = 70 g / mol.

3. M (g / mol) pentru compus are forma: 12n + 2n.

4. Calculați valoarea cantitativă a atomilor de carbon din molecula de hidrocarbură de etilenă.

14 n = 70, n = 5, prin urmare formula moleculară a materiei are forma:₅H_10n.

În datele acestei probleme se spune că substanța este obținută prin deshidratarea alcoolului terțiar, deci este o alchenă.

Cum se face un algoritm pentru rezolvarea unei probleme? Stagiarul trebuie să știe cum să obțină reprezentanți ai diferitelor clase de compuși organici și să posede propriile proprietăți chimice.

Exemplul 2

Să încercăm să aflăm algoritmul pentru rezolvarea problemei cu încă un exemplu din USE.

La arderea plin de oxigen în aerul de 22,5 g de acid carboxilic alfa-amino, capabil să colecteze 13,44 litri (STP), dioxid de carbon (4) și 3,36 litri (STP) de azot. Găsiți formula acidului propus.

Date privind starea.

• m_{(aminoacizi) -}22,5 g;
• radic-_{(dioxid de carbon) -13,44 litri-}
• radic-_{(N) -3,36 l.}

Formula.

• m = M * n;
• radic- = radic- _m* n.

Folosim algoritmul standard pentru rezolvarea problemei.

Vom găsi valoarea cantitativă a produselor de interacțiune.

n_(N) = 0,15 mol.

Se scrie ecuația chimică (se aplică formula generală). Mai mult, prin reacție, cunoscând cantitatea de substanță, se calculează numărul de moli de acid aminocarboxilic:

x este 0,3 mol.

Se calculează masa molară a acidului aminocarboxilic.

M_{(materie primă)} = m / n = 22,5 g / 0,3 mol = 75 g / mol.

Calculăm masa molară a acidului aminocarboxilic inițial utilizând masele atomice relative ale elementelor.

M_(aminoacizi) = (R + 74) g / mol.

Determinăm radicalul de hidrocarburi printr-o metodă matematică.

R + 74 = 75, R = 75 - 74 = 1.

Prin selecție identificăm varianta radicalului hidrocarbonat, notăm formula acidului aminocarboxilic dorit, formulăm răspunsul.

În consecință, în acest caz există doar un atom de hidrogen, deci avem formula CH2NH2COOH (glicină).

Răspuns: CH2NH2COOH.

Soluție alternativă

Al doilea algoritm pentru rezolvarea problemei este următorul.

Calculam expresia cantitativă a produselor de reacție utilizând volumul molar.

n_{(dioxid de carbon)} = 0,6 mol.

Scriem procesul chimic, înarmat cu formula generală a acestei clase de compuși. Calculăm prin ecuație cantitatea de mol din acidul amino carboxilic luat:

x = 0, 6 * 2 / in = 1, 2 / în mol

Mai mult, se calculează masa molară a acidului aminocarboxilic:

M = 75 în g / mol.

Folosind masele atomice relative ale elementelor, găsim masa molară a acidului aminocarboxilic:

M_(aminoacizi) = (R + 74) g / mol.

Echizăm valorile masei moleculare, apoi rezolvăm ecuația, determinăm valoarea radicalului:

R + 74 = 75v, R = 75β - 74 = 1 (vom lua v = 1).

Prin selecție ajunge la concluzia că nu există nici un radical de hidrocarburi, așa că aminoacidul dorit este glicina.

Prin urmare, R = H, se obține formula CH2NH2COOH (glicină).

Răspuns: CH2NH2COOH.

Această soluție de probleme de algoritm Este posibil numai în cazul în care studentul are cunoștințe adecvate despre abilitățile matematice elementare.

programare

Cum arată algoritmii aici? Exemple de rezolvare a problemelor din domeniul informaticii și tehnologiei informatice presupun o secvență clară de acțiuni.

Dacă ordinul este încălcat, există diferite erori de sistem care nu permit algoritmului să funcționeze în întregime. Dezvoltarea unui program care utilizează programarea orientată pe obiecte constă în două etape:

• crearea unei interfețe grafice în modul vizual;
• dezvoltarea codului programului.

Această abordare simplifică foarte mult algoritmul pentru rezolvarea problemelor de programare.

Este aproape imposibil să se facă față manual acestui proces laborios.

concluzie

Algoritmul standard pentru rezolvarea problemelor inventive este prezentat mai jos.

Aceasta este o succesiune precisă și ușor de înțeles a acțiunilor. Când o creați, trebuie să cunoașteți datele inițiale ale problemei, starea inițială a obiectului descris.

Pentru a distinge etapele de rezolvare a problemelor algoritmilor, este important să se determine scopul lucrării, să se identifice sistemul de comenzi care va fi executat de executor.

Algoritmul creat ar trebui să aibă un anumit set de proprietăți:

• discretitate (împărțirea în pași);
• unicitatea (fiecare acțiune are o singură soluție);
• conceptualitate;
• eficacitate.

Mulți algoritmi au un caracter de masă, adică pot fi utilizați pentru a rezolva multe sarcini similare.

Un limbaj de programare este un set special de reguli pentru scrierea de date și structuri algoritmice. În prezent, este utilizat în toate domeniile științifice. Aspectul său important este viteza. Dacă algoritmul este lent, nu garantează un răspuns rațional și rapid, acesta este returnat pentru revizuire.

Sincronizarea anumitor sarcini este determinată nu numai de mărimea datelor de intrare, ci și de alți factori. De exemplu, un algoritm pentru sortarea unui număr semnificativ de numere întregi este mai simplu și mai rapid, cu condiția să se efectueze o sortare preliminară.