Algoritmy pro řešení problémů - funkce, podrobný popis a doporučení

Jasný algoritmus pro řešení problému chemie je skvělý způsob, jak nalézt závěrečné testy v této složité disciplíně. V roce 2017 došlo k významným změnám ve struktuře zkoušky, od první části testovacích otázek byly odstraněny, což navrhlo jednu odpověď. Formulace otázek je dána tak, aby absolventi prokázali znalosti v různých oblastech, například v chemii, a nemohli jednoduše položit "klíště".

Základní potíže

Maximální složitost pro absolventy jsou otázky týkající se odvození vzorců pro organické sloučeniny, nemohou sestavit algoritmus pro řešení problému.

Jak se vyrovnat s takovým problémem? Abychom se vyrovnali s navrhovaným úkolem, je důležité znát algoritmus pro řešení problémů v chemii.

Stejný problém je charakteristický pro jiné akademické obory.

Sekvence akcí

Nejběžnějším úkolem je zjistit připojení známých spalovacích produktů, proto doporučujeme, abyste zvážili algoritmus pro řešení problémů pomocí příkladu tohoto typu cvičení.

1. Velikost molární hmotnosti dané látky se určuje za použití známé relativní hustoty pro plyn (pokud je přítomna ve stavu navrhovaného problému).

2. Vypočítejte množství látek vyrobených v tomto procesu v množství molárních pro plynnou sloučeninu, přes hustotu nebo hmotnost kapalných látek.

3. Vypočítáme kvantitativní hodnoty všech atomů v produktech dané chemické reakce a vypočítáme i hmotnost každého z nich.

4. Shrňte tyto hodnoty a porovnejte získanou hodnotu s danou hmotností organické sloučeniny.

5. Pokud počáteční hmotnost překročí získanou hodnotu, dojde k závěru, že v molekule je kyslík.

6. Určete jeho hmotnost, odečte se od této hmotnosti hmoty organických sloučenin součet všech atomů.

6. Najděte počet atomů kyslíku (v krtcích).

7. Určete poměr množství všech dostupných atomů v problému. Získáme vzorec pro určenou látku.

8. Vyrábíme jeho molekulární variantu, molární hmotnost.

9. Když se liší od hodnoty získané při první akci, zvyšujeme počet jednotlivých atomů o několikrát.

10. Vypracujeme molekulární vzorec požadované látky.

11. Určete strukturu.

12. Napíšeme rovnici tohoto procesu pomocí struktur organických látek.

Navrhovaný algoritmus pro řešení problému je vhodný pro všechny úkoly spojené s odvozením vzorce pro organickou sloučeninu. Pomůže studentům střední školy, aby se s USE vyrovnali.

Příklad 1

Jak by mělo vypadat řešení problémů pomocí algoritmů?

Chcete-li odpovědět na tuto otázku, dáváme hotový vzorek.

Při spalování 17,5 g sloučeniny se získá 28 litrů oxidu uhličitého a 22,5 ml vodní páry. Hustota par této sloučeniny odpovídá 3,125 g / l. Existuje informace, že látka vzniká, když je terciární alkohol dehydratován. Na základě navrhovaných údajů:

1) provést určité výpočty, které budou nutné k nalezení molekulárního vzorce této organické hmoty;

2) Napište svůj molekulární vzorec;

3) Struktura vzhledu původní sloučeniny, která jednoznačně odráží kombinaci atomů v navržené molekule.

Úkoly.

• m (výchozí materiál) 17,5 g
• V oxid uhličitý - 28 litrů
• Ve vodě - 22,5 ml

Vzorce pro matematické výpočty:

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

Pokud chcete, můžete s tímto úkolem řešit několika způsoby.

První cesta

1. Určete počet molů všech produktů chemické reakce za použití molárního objemu.

nCO₂ = 1,25 mol

2. Určete kvantitativní obsah prvního prvku (uhlík) v produktu tohoto procesu.

nC = nCO₂ =, 25 molů

3. Vypočtěte hmotnost prvku.

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

Určíme hmotnost vodní páry, protože je známo, že hustota je 1 g / ml.

mH₂O je 22,5 g

Stanovíme množství reakčního produktu (vodní páry).

n vody = 1,25 mol

6. Vypočítáme kvantitativní obsah prvku (vodík) v reakčním produktu.

nH = 2n (voda) = 2,5 mol

7. Zjistěte hmotnost tohoto prvku.

mH = 2,5 g

8. Shrňte hmotnosti prvků pro stanovení přítomnosti (absence) atomů kyslíku v molekule.

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

To odpovídá datům problému, proto v požadované organické hmotě nejsou žádné atomy kyslíku.

9. Zjistíme kvantitativní poměr.

CH₂ - to je nejjednodušší vzorec.

10. Vypočte M požadované látky za použití hustoty.

M látky = 70 g / mol.

n-5, látka vypadá takto: C₅H₁₀.

Ve stavu se říká, že látka je získána dehydratací alkoholu, tudíž je to alken.

Druhá možnost

Uvažujme ještě jeden algoritmus pro řešení problému.

1. Vědomí toho, že se tato látka vyrábí dehydratací alkoholů, docházíme k závěru, že je možné patřit do třídy alkenů.

2. Najděte hodnotu M požadované látky pomocí hustoty.

M v = 70 g / mol.

3. M (g / mol) sloučeniny má formu: 12n + 2n.

4. Vypočtejte kvantitativní hodnotu atomů uhlíku v molekule ethylenu uhlovodíku.

14 n = 70, n = 5, proto molekulární vzorec látky má formu: C₅H_10n.

V údajích tohoto problému se říká, že látka je získána dehydratací terciárního alkoholu, tudíž je to alken.

Jak vytvořit algoritmus pro řešení problému? Školení musí vědět, jak získat zástupce různých tříd organických sloučenin a má své specifické chemické vlastnosti.

Příklad 2

Pokusme se zjistit algoritmus pro řešení problému s dalším příkladem z USE.

Při plném spalování kyslíku ve vzduchu 22,5 g alfa-amino karboxylové kyseliny, který je schopen shromažďovat 13,44 litrů (STP), oxidu uhličitého (4) a 3,36 litru (STP) dusíku. Najděte vzorec navrhované kyseliny.

Údaje o podmínkách.

• m_{(aminokyseliny) -}22,5 g;
• radic-_{(oxid uhličitý) -13,44 litrů-}
• radic-_{(dusík) -3,36 l.}

Vzorce.

• m = M * n;
• radic- = radic- _m* n.

Pro řešení problému používáme standardní algoritmus.

Zjistili jsme kvantitativní hodnotu interakčních produktů.

n_(dusík). = 0,15 mol.

Zapisujeme chemickou rovnici (použijeme obecný vzorec). Dále, reakcí, která poznáme množství látky, vypočítáme počet molů aminokarboxylové kyseliny:

x je 0,3 mol.

Vypočtejte molární hmotnost aminokarboxylové kyseliny.

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

Počítáme molární hmotnost počáteční aminokarboxylové kyseliny s použitím relativních atomových hmotností prvků.

M_{(aminokyseliny).} = (R + 74) g / mol.

Stanovujeme uhlovodíkový radikál matematickou metodou.

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

Výběrem identifikujeme variant uhlovodíkového radikálu, zapíšeme vzorec požadované aminokarboxylové kyseliny, formulujeme odpověď.

Proto je v tomto případě pouze atom vodíku, takže máme vzorec CH2NH2COOH (glycin).

Odpověď: CH2NH2COOH.

Alternativní řešení

Druhý algoritmus pro řešení problému je následující.

Vypočítáme kvantitativní expresi reakčních produktů za použití molárního objemu.

n_{(oxid uhličitý).} = 0,6 mol.

Zapisujeme chemický proces, vyzbrojený obecným vzorcem této třídy sloučenin. Podle rovnice vypočítáme množství molů aminokarboxylové kyseliny,

x = 0, 6 x 2 / in = 1, 2 / mol

Dále vypočteme molární hmotnost aminokarboxylové kyseliny:

M = 75 g / mol.

Při použití relativní atomové hmotnosti prvků najdeme molární hmotnost aminokarboxylové kyseliny:

M_{(aminokyseliny).} = (R + 74) g / mol.

Vyrovnáváme hodnoty molárních hmotností, pak vyřešíme rovnici, určíme hodnotu radikálu:

R + 74 = 75μ, R = 75β - 74 = 1 (vezmeme v = 1).

Při výběru dochází k závěru, že neexistuje uhlovodíkový radikál, takže požadovanou aminokyselinou je glycin.

Proto R = H, získáme vzorec CH2NH2COOH (glycin).

Odpověď: CH2NH2COOH.

Toto řešení problémů algoritmus Je možné pouze v případě, že má student řádné znalosti základních matematických dovedností.

Programování

Jak vypadají algoritmy? Příklady řešení problémů v informatice a výpočetní technice předpokládají jasnou posloupnost akcí.

Pokud je objednávka porušena, existují různé systémové chyby, které neumožňují, aby algoritmus fungoval jako celek. Vývoj programu s využitím objektově orientovaného programování se skládá ze dvou fází:

• vytvoření grafického rozhraní ve vizuálním režimu;
• vývoj kódu programu.

Tento přístup značně zjednodušuje algoritmus pro řešení problémů s programováním.

Je téměř nemožné zvládnout tento náročný proces ručně.

Závěr

Standardní algoritmus pro řešení problémů s vynálezem je uveden níže.

Jedná se o přesný a srozumitelný postup činností. Když jej vytvoříte, musíte znát počáteční data problému, počáteční stav popsaného objektu.

Aby bylo možné rozlišovat fáze řešení problémů algoritmů, je důležité určit účel práce, identifikovat systém příkazů, které bude provádět exekutor.

Vytvořený algoritmus by měl mít určitou sadu vlastností:

• diskrétnost (dělení na kroky);
• jedinečnost (každá akce má jedno řešení);
• konceptuálnost;
• účinnosti.

Mnoho algoritmů má masový charakter, to znamená, že mohou být použity k řešení mnoha podobných úkolů.

Programovací jazyk je speciální sada pravidel pro zápis dat a algoritmických struktur. V současné době se používá ve všech vědních oborech. Jeho důležitým aspektem je rychlost. Pokud je algoritmus pomalý, nezaručuje racionální a rychlou reakci, vrátí se k revizi.

Načasování některých úkolů je určeno nejen velikostí vstupních dat, ale i jinými faktory. Například algoritmus pro třídění významného počtu celých čísel je jednodušší a rychlejší, pokud je provedeno předběžné třídění.