Алгоритми за решаване на проблеми - функции, стъпка по стъпка описание и препоръки

Ясният алгоритъм за решаване на проблема с химията е чудесен начин да се настроите на крайните тестове в тази сложна дисциплина. През 2017 г. бяха направени значителни промени в структурата на изпита, от първата част на тестовите въпроси бяха отстранени, които предложиха един отговор. Формулировката на въпросите е дадена по такъв начин, че завършилите да демонстрират знания в различни области, например в областта на химията, и не могат просто да поставят "кърлеж".

Основни трудности

Максималната сложност за завършилите е въпросът за извличането на формули за органични съединения, те не могат да съставят алгоритъм за решаване на проблема.

Как да се справим с такъв проблем? За да се справим с предложената задача, е важно да се знае алгоритъмът за решаване на проблемите в химията.

Същият проблем е характерен за други академични дисциплини.

Последователност на действията

Най-често срещаните задачи са да се определи свързването на известни горивни продукти, затова ви препоръчваме да разгледате алгоритъма за решаване на проблеми, като използвате този пример.

1. Размерът на моларната маса на дадено вещество се определя, като се използва известната относителна плътност на газа (ако е налице в състоянието на предложения проблем).

2. Изчислете количеството на веществата, произведени в този процес, чрез обем молар за газообразното съединение чрез плътността или масата за течните вещества.

3. Изчисляваме количествените стойности на всички атоми в продуктите на дадена химическа реакция и изчисляваме и масата за всяка от тях.

4. Обобщете тези стойности, след което сравнете получената стойност с дадената от теглото на органичното съединение.

5. Ако първоначалната маса надвиши получената стойност, заключаваме, че в молекулата има кислород.

6. Определете неговата маса, извадете за това от дадената маса на органичното съединение сумата от всички атоми.

6. Намерете броя на кислородните атоми (в молове).

7. Определете съотношението на количествата на всички налични атоми в проблема. Получаваме формулата за веществото, което трябва да бъде определено.

8. Ние изграждаме неговия молекулярен вариант, моларна маса.

9. Когато се различава от стойността, получена при първото действие, ние увеличаваме броя на всеки атом с определен брой пъти.

10. Съставяме молекулната формула на търсеното вещество.

11. Определете структурата.

12. Записваме уравнението на този процес, използвайки структурите на органичните вещества.

Предложеният алгоритъм за решаване на проблема е подходящ за всички задачи, свързани с извличането на формулата за органично съединение. Той ще помогне на учениците в средните училища да се справят адекватно с USE.

Пример 1

Как трябва да изглежда проблема с помощта на алгоритми?

За да отговоря на този въпрос, ние даваме готовата извадка.

При изгарянето на 17,5 g от съединението се получават 28 литра въглероден диоксид, както и 22,5 ml водна пара. Плътността на парите на това съединение съответства на 3,125 g / l. Съществува информация, че веществото се образува, когато терциерният алкохол е дехидратиран. Въз основа на предложените данни:

1) правят определени изчисления, които ще бъдат необходими за намиране на молекулярната формула на това органично вещество;

2) Напишете молекулярната му формула;

3) структурира външния вид на оригиналното съединение, което уникално отразява комбинацията от атоми в предложената молекула.

Данни за задачите.

• m (изходен материал) 17,5 g
• V въглероден диоксид - 28 литра
• V вода - 22.5 ml

Формули за математически изчисления:

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

Ако желаете, можете да се справите с тази задача по няколко начина.

Първият начин

1. Определете броя молове на всички продукти от дадена химична реакция, използвайки моларен обем.

подофицер₂ = 1.25 mol

2. Определете количественото съдържание на първия елемент (въглерод) в продукта от този процес.

nC = nCO₂ = 25 мола

3. Изчислете масата на елемента.

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

Ние определяме масата на водната пара, знаейки, че плътността е 1 g / ml.

МН,₂О е 22,5 g

Ние определяме количеството на реакционния продукт (водна пара).

п вода = 1,25 mol

6. Изчисляваме количественото съдържание на елемента (водород) в реакционния продукт.

nH = 2n (вода) = 2.5 mol

7. Определете масата на този елемент.

mH = 2.5 g

8. Обобщете масите на елементите, за да определите присъствието (липсата) на кислородни атоми в молекулата.

mC + mH = 15 g + 2.5 g = 17.5 g

Това съответства на данните на проблема, поради което в желаната органична материя няма кислородни атоми.

9. Намираме количественото съотношение.

СН₂ - това е най-простата формула.

10. Изчислява се M от желаното вещество, като се използва плътността.

M от субстанцията = 70 g / mol.

n-5, веществото изглежда така: C₅Н₁₀.

При условието се казва, че веществото се получава чрез дехидратация на алкохола, затова това е алкен.

Вторият вариант

Нека разгледаме още един алгоритъм за решаване на проблема.

1. Като знаем, че това вещество се получава чрез дехидратация на алкохоли, заключаваме, че е възможно да принадлежим към класа на алкените.

2. Да намерим стойността на М от търсеното вещество, използвайки плътността.

М в = 70 g / mol.

3. M (g / mol) за съединението има формата: 12n + 2n.

4. Изчислете количествената стойност на въглеродните атоми в молекулата на етиленовия въглеводород.

14 п = 70, п = 5, следователно молекулната формула на материята е във формата:₅Н_10n.

В данните за този проблем се казва, че веществото се получава чрез дехидратиране на третичния алкохол, поради което е алкен.

Как да направите алгоритъм за решаване на проблем? Стажантите трябва да знаят как да получат представители на различни класове органични съединения и да притежават техните специфични химични свойства.

Пример 2

Нека се опитаме да намерим алгоритъма за решаване на проблема с още един пример от USE.

При пълно изгаряне на кислород във въздуха на 22,5 грама на алфа-амино карбоксилна киселина, могат да се съберат 13.44 литра (STP), въглероден диоксид (4) и 3,36 литра (STP) от азот. Намерете формулата на предложената киселина.

Данни за условията.

• m_{(аминокиселини) -}22.5 g;
• radic-_{(въглероден диоксид) -13.44 литра-}
• radic-_{(N) -3.36 1.}

Формула.

• m = M * n;
• radic- = radic- _m* n.

Използваме стандартния алгоритъм за решаване на проблема.

Ние намираме количествената стойност на продуктите за взаимодействие.

п_(N) = 0.15 mol.

Записваме химичното уравнение (приложим общата формула). Освен това, чрез реакция, знаейки количеството на веществото, изчисляваме броя молове на аминокарбоксилната киселина:

х е 0.3 mol.

Изчислява се моларната маса на аминокарбоксилната киселина.

М_{(изходен материал)} = m / n = 22,5 g / 0,3 mol = 75 g / mol.

Ние изчисляваме моларната маса на първоначалната аминокарбоксилна киселина, използвайки относителните атомни маси на елементите.

М_{(аминокиселини)} = (R + 74) g / mol.

Ние определяме въглеводородния радикал по математически метод.

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

Чрез селекцията идентифицираме варианта на въглеводородния радикал, напишем формулата на желаната аминокарбоксилна киселина, формулираме отговора.

Следователно, в този случай има само водороден атом, така че имаме формула CH2NH2COOH (глицин).

Отговор: CH2NH2COOH.

Алтернативно решение

Вторият алгоритъм за решаване на проблема е както следва.

Изчисляваме количествената експресия на реакционните продукти, използвайки моларния обем.

п_{(въглероден диоксид)} = 0.6 mol.

Записваме химическия процес, въоръжен с общата формула на този клас съединения. Изчисляваме с уравнението количеството мол от взетата аминокарбоксилна киселина:

х = 0, 6 х 2 / ин = 1, 2 / в мола

Освен това, изчисляваме моларната маса на аминокарбоксилната киселина:

М = 75 в г / мол.

Използвайки относителните атомни маси на елементите, намираме моларната маса на аминокарбоксилната киселина:

М_{(аминокиселини)} = (R + 74) g / mol.

Приравняваме стойностите на моларните маси, решаваме уравнението, определяме стойността на радикала:

R + 74 = 75в, R = 75в - 74 = 1 (ще вземем = 1).

Чрез избора се стига до заключението, че няма въглеводороден радикал, така че желаната аминокиселина е глицин.

Ето защо, R = H, получаваме формула CH2NH2COOH (глицин).

Отговор: CH2NH2COOH.

Това решение на проблемите от алгоритъм Възможно е само в случаите, когато студентът има достатъчно познания за елементарните математически умения.

програмиране

Как изглеждат алгоритмите тук? Примерите за решаване на проблеми в информатиката и компютърните технологии предполагат ясна последователност от действия.

Ако поръчката е нарушена, има различни системни грешки, които не позволяват алгоритъмът да функционира изцяло. Разработването на програма, използваща обектно-ориентирано програмиране, се състои от два етапа:

• създаване на графичен интерфейс във визуален режим;
• разработване на програмен код.

Този подход много опростява алгоритъма за решаване на програмни проблеми.

Почти е невъзможно ръчно да се справиш с този труден процес.

заключение

Стандартният алгоритъм за решаване на изобретателни проблеми е представен по-долу.

Това е точна и разбираема последователност от действия. Когато го създавате, трябва да знаете първоначалните данни за проблема, първоначалното състояние на описания обект.

За да се разграничат етапите на решаване на проблемите на алгоритмите, е важно да се определи целта на работата, да се идентифицира системата от команди, които ще се изпълняват от изпълнителя.

Създаденият алгоритъм трябва да има определен набор от свойства:

• дискретност (разделяне на стъпки);
• уникалност (всяко действие има едно решение);
• концептуалност;
• ефективност.

Много алгоритми имат масов характер, т.е. те могат да бъдат използвани за решаване на много подобни задачи.

Програмният език е специален набор от правила за писане на данни и алгоритмични структури. Понастоящем се използва във всички научни области. Важен аспект е скоростта. Ако алгоритъмът е бавен, не гарантира рационален и бърз отговор, той се връща за ревизия.

Скоростта на някои задачи се определя не само от размера на входните данни, но и от други фактори. Например, алгоритъм за сортиране на значителен брой числа е по-прост и по-бърз, при условие, че се извършва предварително сортиране.