Типові задачі з хімії
На сайті є типові приклади розв’язків http://www.xreact.org/howto_ua.php#.VHzVMTGsVBE
Для свідомого засвоєння учнями знань з хімії велике значення мають розрахункові задачі. Розв’язування їх забезпечує закріплення теоретичних знань, дає змогу поєднати теорію з практикою, активізує розумову діяльність школярів в процесі вивчення хімії.
За останні десятиліття в програмах курсу хімії для загальноосвітньої школи спостерігається тенденція до зменшення числа різних типів і підтипів задач, скорочується час, відведений для їх розв’язування.
В програмі з хімії передбачено розв’язок задач двох типів: задачі за хімічною формулою та задачі за хімічним рівнянням реакції. Кожен тип має своє підтипи.
1тип – задачі за хімічною формулою
І підтип – обчислення відносних молекулярних мас речовин за їх формулами.
ІІ підтип – обчислення масової частки елемента в складі речовини за хімічною формулою.
ІІІ підтип – обчислення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини.
ІУ підтип – обчислення маси речовини за відомою кількістю і кількості речовини за відомою масою.
У підтип – обчислення пов’язані з молярним об’ємом.
УІ – обчислення, пов’язані з відносною густиною.
ІІ тип задач – задачі за хімічним рівнянням
І підтип – обчислення маси, об’єму, кількості за хімічним рівнянням.
ІІ підтип – обчислення, пов’язані із застосуванням закону об’ємних відношень.
ІІІ підтип – обчислення за термохімічним рівнянням.
ІУ підтип – обчислення, пов’язаних з розчинами.
У підтип – розв’язування задач на домішки.
УІ підтип – обчислення, пов’язані з масовою чи об’ємною часткою виходу продукту.
УІІ підтип – обчислення за хімічним рівнянням, якщо одна з реагуючих речовин дана в надлишку.
УІІІ підтип – знаходження молекулярної формули газуватої речовини за масовими частками елементів і відносною густиною.
ІХ підтип – знаходження молекулярної формули органічної речовини за продуктами її згоряння.
Х підтип – комбіновані задачі.
За останні десятиліття в програмах курсу хімії для загальноосвітньої школи спостерігається тенденція до зменшення числа різних типів і підтипів задач, скорочується час, відведений для їх розв’язування.
В програмі з хімії передбачено розв’язок задач двох типів: задачі за хімічною формулою та задачі за хімічним рівнянням реакції. Кожен тип має своє підтипи.
1тип – задачі за хімічною формулою
І підтип – обчислення відносних молекулярних мас речовин за їх формулами.
ІІ підтип – обчислення масової частки елемента в складі речовини за хімічною формулою.
ІІІ підтип – обчислення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини.
ІУ підтип – обчислення маси речовини за відомою кількістю і кількості речовини за відомою масою.
У підтип – обчислення пов’язані з молярним об’ємом.
УІ – обчислення, пов’язані з відносною густиною.
ІІ тип задач – задачі за хімічним рівнянням
І підтип – обчислення маси, об’єму, кількості за хімічним рівнянням.
ІІ підтип – обчислення, пов’язані із застосуванням закону об’ємних відношень.
ІІІ підтип – обчислення за термохімічним рівнянням.
ІУ підтип – обчислення, пов’язаних з розчинами.
У підтип – розв’язування задач на домішки.
УІ підтип – обчислення, пов’язані з масовою чи об’ємною часткою виходу продукту.
УІІ підтип – обчислення за хімічним рівнянням, якщо одна з реагуючих речовин дана в надлишку.
УІІІ підтип – знаходження молекулярної формули газуватої речовини за масовими частками елементів і відносною густиною.
ІХ підтип – знаходження молекулярної формули органічної речовини за продуктами її згоряння.
Х підтип – комбіновані задачі.
ОБЧИСЛЕННЯ ВІДНОСНИХ МОЛЕКУЛЯРНИХ МАС РЕЧОВИН
Відносна молекулярна маса чисельно дорівнює сумі відносних атомних мас усіх атомів, що входять до складу молекули речовини.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть відносну молекулярну масу кальцій карбонату.
2. Обчисліть відносну молекулярну масу аміаку.
3. Молекула сульфатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Сульфуру та чотирьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу.
4. Молекула карбонатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, атома Карбону та трьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу даної кислоти та обчисліть її відносну молекулярну масу.
5. Обчисліть відносну молекулярну масу сполук:
Метану СН4;
Сірчистого газу SO2;
Ферум (ІІІ) гідроксиду
Натрій сульфату
Магній нітрату.
Відносна молекулярна маса чисельно дорівнює сумі відносних атомних мас усіх атомів, що входять до складу молекули речовини.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть відносну молекулярну масу кальцій карбонату.
2. Обчисліть відносну молекулярну масу аміаку.
3. Молекула сульфатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Сульфуру та чотирьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу.
4. Молекула карбонатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, атома Карбону та трьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу даної кислоти та обчисліть її відносну молекулярну масу.
5. Обчисліть відносну молекулярну масу сполук:
Метану СН4;
Сірчистого газу SO2;
Ферум (ІІІ) гідроксиду
Натрій сульфату
Магній нітрату.
ОБЧИСЛЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЕЛЕМЕНТА У ФОРМУЛІ
Обчислити масову частку елемента в складі речовини за її формулою означає встановити, яка частина складної речовини припадає на частку кожного елемента.
ω (Е) =
де n – число атомів елемента у формулі речовини;
Е – елемент; ω – масова частка елемента;
Масову частку виражають у відсотках, або частках від одиниці.
Алгоритм розв’язку задач:
1. Запис скороченої умови задачі;
2. Обчислюємо відносну молекулярну масу сполуки;
3. Обчислюємо масову частку елемента за формулою.
4. Якщо сполука складається з двох елементів, то масову частку другого елемента можна визначити різницею цілого і відомою масовою часткою.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть масову частку Оксигену у воді.
2. Обчисліть масову частку Карбону в диоксиді Карбону СО2;
3. Обчисліть масові частки елементів у нітратній кислотіHNO3
4. Обчисліть масові частки елементів у кальцій оксидіCaO
5. Обчисліть масові частки елементів у метані СН4;
6. У якій речовині масова частка Карбону більша – у вуглекислому газі СО2 чи чадному газі СО.
7. Масова частка якого елемента у сполуці AgNO3 найменша
8. Масова частка якого елемента у сполуціFeSO4 найбільша.
9. Якого елемента –Феруму чи Купруму – більше в мідному колчедані CuFeS2;
10. Розрахувати масову частку кристалізаційної води в пентагідратікупрум (ІІ) сульфату CuSO4 * 5H2O
ОБЧИСЛЕННЯ ЧИСЛА АТОМІВ У ПЕВНІЙ КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИНИ
Обчислення здійснюється за формулою: υ =
де NA– число Авогадро – 6,02 *1023; N – число атомів чи молекул; υ – кількість речовини (моль). Пам’ятайте, 1 моль містить NA частинок.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть скільки молекул води міститься в 5 моль цієї речовини.
2. Скільки молекул аміаку NH3 міститься в 10 моль цієї речовини.
3. Скільки молекул метану СН4 міститься в 3,3 моль цієї речовини.
4. Яку кількість речовини становить 1,8 *1023 молекул сірководню Н2S.
5. Яку кількість речовини становить 4,8 * 1023 молекул нітратної кислоти HNO3.
6. Яку кількість речовини становить 12,04 *1023 молекул азоту.
7. Яке число молекул міститься у воді кількістю речовини 0.25 моль.
8. Яке число молекул та атомів міститься в кисні кількістю речовини 2 моль.
9. Скільки молекул міститься у метані СН4 кількістю речовини 0,5 моль.
10. Чи однакове число молекул міститься у чадному газі СО чи вуглекислому газі СО2 кількістю речовини 3 моль.
Обчислити масову частку елемента в складі речовини за її формулою означає встановити, яка частина складної речовини припадає на частку кожного елемента.
ω (Е) =
де n – число атомів елемента у формулі речовини;
Е – елемент; ω – масова частка елемента;
Масову частку виражають у відсотках, або частках від одиниці.
Алгоритм розв’язку задач:
1. Запис скороченої умови задачі;
2. Обчислюємо відносну молекулярну масу сполуки;
3. Обчислюємо масову частку елемента за формулою.
4. Якщо сполука складається з двох елементів, то масову частку другого елемента можна визначити різницею цілого і відомою масовою часткою.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть масову частку Оксигену у воді.
2. Обчисліть масову частку Карбону в диоксиді Карбону СО2;
3. Обчисліть масові частки елементів у нітратній кислотіHNO3
4. Обчисліть масові частки елементів у кальцій оксидіCaO
5. Обчисліть масові частки елементів у метані СН4;
6. У якій речовині масова частка Карбону більша – у вуглекислому газі СО2 чи чадному газі СО.
7. Масова частка якого елемента у сполуці AgNO3 найменша
8. Масова частка якого елемента у сполуціFeSO4 найбільша.
9. Якого елемента –Феруму чи Купруму – більше в мідному колчедані CuFeS2;
10. Розрахувати масову частку кристалізаційної води в пентагідратікупрум (ІІ) сульфату CuSO4 * 5H2O
ОБЧИСЛЕННЯ ЧИСЛА АТОМІВ У ПЕВНІЙ КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИНИ
Обчислення здійснюється за формулою: υ =
де NA– число Авогадро – 6,02 *1023; N – число атомів чи молекул; υ – кількість речовини (моль). Пам’ятайте, 1 моль містить NA частинок.
Задачі для розв’язку:
1. Обчисліть скільки молекул води міститься в 5 моль цієї речовини.
2. Скільки молекул аміаку NH3 міститься в 10 моль цієї речовини.
3. Скільки молекул метану СН4 міститься в 3,3 моль цієї речовини.
4. Яку кількість речовини становить 1,8 *1023 молекул сірководню Н2S.
5. Яку кількість речовини становить 4,8 * 1023 молекул нітратної кислоти HNO3.
6. Яку кількість речовини становить 12,04 *1023 молекул азоту.
7. Яке число молекул міститься у воді кількістю речовини 0.25 моль.
8. Яке число молекул та атомів міститься в кисні кількістю речовини 2 моль.
9. Скільки молекул міститься у метані СН4 кількістю речовини 0,5 моль.
10. Чи однакове число молекул міститься у чадному газі СО чи вуглекислому газі СО2 кількістю речовини 3 моль.
ОБЧИСЛЕННЯ МАСИ РЕЧОВИНИ ЗА ВІДОМОЮ КІЛЬКІСТЮ І КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИНИ ЗА ВІДОМОЮ МАСОЮ.
Обчислення здійснюють виходячи з формули υ =
де М – молярна маса речовини (г\ моль); m – маса речовини (г, кг); υ – кількість речовини (моль)
задачі для розв’язку :
1. Обчисліть масу ферум (ІІІ) оксиду , узятого кількістю речовини 5 моль.
2. Обчислять масу 0,5 моль води.
3. Обчисліть масу 1.5 моль сульфідної кислоти H2S;
4. Обчисліть масу 10 моль фосфор (У) оксиду
5. Яку кількість речовини становить 4.9 г ортофосфатної кислотиH3PO4;
6. Яку кількість речовини становить 60г натрій гідроксидуNaOH;
7. Обчисліть число молекул, що міститься в 3,2г метану СН4;
8. Яка маса 12,04 * 1023 молекул азотуN2;
9. Обчисліть число молекул, що міститься в 7,1г хлору Cl2;
10. Яке число атомів і молекул міститься в 10г воднюH2;
Обчислення здійснюють виходячи з формули υ =
де М – молярна маса речовини (г\ моль); m – маса речовини (г, кг); υ – кількість речовини (моль)
задачі для розв’язку :
1. Обчисліть масу ферум (ІІІ) оксиду , узятого кількістю речовини 5 моль.
2. Обчислять масу 0,5 моль води.
3. Обчисліть масу 1.5 моль сульфідної кислоти H2S;
4. Обчисліть масу 10 моль фосфор (У) оксиду
5. Яку кількість речовини становить 4.9 г ортофосфатної кислотиH3PO4;
6. Яку кількість речовини становить 60г натрій гідроксидуNaOH;
7. Обчисліть число молекул, що міститься в 3,2г метану СН4;
8. Яка маса 12,04 * 1023 молекул азотуN2;
9. Обчисліть число молекул, що міститься в 7,1г хлору Cl2;
10. Яке число атомів і молекул міститься в 10г воднюH2;
ЗАДАЧІ НА «МАСОВУ ЧАСТКУ РОЗЧИНЕНОЇ РЕЧОВИНИ В РОЗЧИНІ»
Кількісною характеристикою розчину є вміст в ній розчиненої речовини. На практиці використовується декілька різних способів вираження складу розчину. Одним із способів вираження складу розчинів, ознайомлення з яким передбачено навчальною програмою, є масова частка (ᴡ) речовини в розчині. Оскільки поняття масової частки не є новим (раніше подібні розрахунки виконувалися для обчислення масової частки елемента в сполуці, характеристика складу сумішей), то формування цього поняття в темі «Розчини» не викликає особливих труднощів..
Відношення маси розчиненої речовини до маси розчину називається масовою часткою розчиненої речовини:
ω (р.р.) =
оскільки маси речовини і розчину вимірюються в грамах, то масова частка є величиною безрозмірною. Із запису формули 1 видно, що масова частка може виражатися в частках одиниці (ω =1), або у відсотках ((ω = 100%). Найчастіше масову частку виражають у відсотках. Але доцільно виражати масову частку в частках одиниці навіть тоді, коли вона подається за умовою задачі у відсотках.
З формули 1 можна вивести похідні формули для знаходження маси розчиненої речовини (2) та маси розчину (3)
m (р. р-ни) = ω (р. р.) m (р-ну) (2)
m (р-ну) = m (р. р-ни) + m (р-ка) (3)
розрахунок маси розчинника: m (р-ка) = m (р-ну) – m (р. р-ни)
Розрахунок масової частки розчинника: ω (р-ка.) = 1 – ω (р. р.)
Використання вище згаданих формул дає змогу розв’язати практично будь-яку задачу, пов’язану зі складом розчинів.
Алгоритм розв’язку задач на масову частку розчиненої речовини в розчині:
1. Прочитайте текст задачі.
2. Запишіть скорочену умову задачі.
3. Відповідно до умови обчисліть одну з необхідних величин
4. Зробіть обчислення за формулою або за рівнянням реакції.
5. Запишіть відповідь.
Приклади задач на масову частку розчиненої речовини за формулою:
1. Обчисліть масу цукру і води, необхідну для приготування розчину масою 250г з масовою часткою розчиненої речовини 20%.
2. Обчисліть масу розчиненої речовини, яка міститься в 5% розчині масою 200г.
3. Обчисліть масову частку розчиненої речовини в розчині солі масою 50 г, який містить сіль масою 10г.
4. Натрій хлорид масою 8 г розчинили у воді масою 142г. яка масова частка натрій хлориду в добутому розчині.
5. Визначити маси натрій хлориду і води, необхідні для приготування 400г розчину, в якому масова частка солі 12%
6. Визначити масову частку солі в розчині, добутому шляхом розчинення 25г солі у воді масою 75г.
7. Випарили 250 розчину, у якому масова частка глюкози становила 10%. Визначити масу глюкози, що залишилася в чашці після випарювання.
8. Визначити масу солі і води, які потрібно взяти для добування 350г розчину з масовою часткою солі 8%.
9. Яку масу безводного купрум (ІІ) сульфату потрібно розчинити у воді масою 500г, щоб утворився розчин, у якому масова часка CuSO4 дорівнює 8%
10. Наважку технічної кухонної солі, що містить нерозчинні домішки, масою 23г розчинили у воді масою 60г і добули розчин у якому масова частка натрій хлориду 25%. Визначте масову частку нерозчинних домішок.
11. До розчину цукру масою 200г з масовою часткою цукру 0,2 долили 100мл води. Якою стала масова частка цукру в новоутвореному розчині.
12. Яку масу цукру і води треба взяти для приготування розчину масою 1кг з масовою часткою розчиненої речовини 25%
Кількісною характеристикою розчину є вміст в ній розчиненої речовини. На практиці використовується декілька різних способів вираження складу розчину. Одним із способів вираження складу розчинів, ознайомлення з яким передбачено навчальною програмою, є масова частка (ᴡ) речовини в розчині. Оскільки поняття масової частки не є новим (раніше подібні розрахунки виконувалися для обчислення масової частки елемента в сполуці, характеристика складу сумішей), то формування цього поняття в темі «Розчини» не викликає особливих труднощів..
Відношення маси розчиненої речовини до маси розчину називається масовою часткою розчиненої речовини:
ω (р.р.) =
оскільки маси речовини і розчину вимірюються в грамах, то масова частка є величиною безрозмірною. Із запису формули 1 видно, що масова частка може виражатися в частках одиниці (ω =1), або у відсотках ((ω = 100%). Найчастіше масову частку виражають у відсотках. Але доцільно виражати масову частку в частках одиниці навіть тоді, коли вона подається за умовою задачі у відсотках.
З формули 1 можна вивести похідні формули для знаходження маси розчиненої речовини (2) та маси розчину (3)
m (р. р-ни) = ω (р. р.) m (р-ну) (2)
m (р-ну) = m (р. р-ни) + m (р-ка) (3)
розрахунок маси розчинника: m (р-ка) = m (р-ну) – m (р. р-ни)
Розрахунок масової частки розчинника: ω (р-ка.) = 1 – ω (р. р.)
Використання вище згаданих формул дає змогу розв’язати практично будь-яку задачу, пов’язану зі складом розчинів.
Алгоритм розв’язку задач на масову частку розчиненої речовини в розчині:
1. Прочитайте текст задачі.
2. Запишіть скорочену умову задачі.
3. Відповідно до умови обчисліть одну з необхідних величин
4. Зробіть обчислення за формулою або за рівнянням реакції.
5. Запишіть відповідь.
Приклади задач на масову частку розчиненої речовини за формулою:
1. Обчисліть масу цукру і води, необхідну для приготування розчину масою 250г з масовою часткою розчиненої речовини 20%.
2. Обчисліть масу розчиненої речовини, яка міститься в 5% розчині масою 200г.
3. Обчисліть масову частку розчиненої речовини в розчині солі масою 50 г, який містить сіль масою 10г.
4. Натрій хлорид масою 8 г розчинили у воді масою 142г. яка масова частка натрій хлориду в добутому розчині.
5. Визначити маси натрій хлориду і води, необхідні для приготування 400г розчину, в якому масова частка солі 12%
6. Визначити масову частку солі в розчині, добутому шляхом розчинення 25г солі у воді масою 75г.
7. Випарили 250 розчину, у якому масова частка глюкози становила 10%. Визначити масу глюкози, що залишилася в чашці після випарювання.
8. Визначити масу солі і води, які потрібно взяти для добування 350г розчину з масовою часткою солі 8%.
9. Яку масу безводного купрум (ІІ) сульфату потрібно розчинити у воді масою 500г, щоб утворився розчин, у якому масова часка CuSO4 дорівнює 8%
10. Наважку технічної кухонної солі, що містить нерозчинні домішки, масою 23г розчинили у воді масою 60г і добули розчин у якому масова частка натрій хлориду 25%. Визначте масову частку нерозчинних домішок.
11. До розчину цукру масою 200г з масовою часткою цукру 0,2 долили 100мл води. Якою стала масова частка цукру в новоутвореному розчині.
12. Яку масу цукру і води треба взяти для приготування розчину масою 1кг з масовою часткою розчиненої речовини 25%
Приклади задач з масовою часткою розчиненої речовини за рівнянням реакції:
1. Яка маса солі утвориться при взаємодії барій гідроксиду з 10г 49% розчину сульфатної кислоти.
2. Визначте об’єм газу (н.у.), який виділиться при розчиненні міді у розчині нітратної кислоти масою 200г з масовою часткою кислоти 20%
3. До розчину хлоридної кислоти масою 200г з масовою часткою кислоти 20% добавили цинк. Обчисліть об’єм водню (н.у.), що виділився в результаті реакції.
4. Який об’єм хлороводню (н.у.) потрібно пропустити крізь розчин калій гідроксиду об’ємом 200 мл з масовою часткою лугу 10% (густина дорівнює 1,08 г/см3), щоб розчин став нейтральним.
5. До 150г водного розчину калій гідроксиду з масовою часткою розчиненої речовини 5% добавили хлоридну кислоту. Обчисліть кількість утвореної солі.
6. До розчину ортофосфорної кислоти об’ємом 45мл з масовою часткою кислоти 6% (густина дорівнює 1,03 г/см3) додали натрій оксид. Обчисліть масу солі, що утворилася.
7. Яку масу розчину нітратної кислоти з масовою часткою кислоти 10%, можна одержати з 17г натрій нітрату.
8. До розчину масою 200г з масовою часткою нітратної кислоти 7,5% добавили арґентум нітрат. Яка масу утвореного осаду.
9. Який об’єм газу виділиться при взаємодії 2 моль розчину сульфатної кислоти (ω H2SO4= 30%) з цинком.
10. Визначте масу кристалічної соди, яку потрібно використати для нейтралізації хлоридної кислоти масою 200г з масовою часткою хлороводню 20%
11. Визначте масу розчину нітратної кислоти (ω = 20%),яку необхідно використати для добування 2 кг аміачної селітри.
12. Які об’єми хлору та водню потрібно взяти (н.у.) для отримання 1000г 37% розчину хлоридної кислоти.
1. Яка маса солі утвориться при взаємодії барій гідроксиду з 10г 49% розчину сульфатної кислоти.
2. Визначте об’єм газу (н.у.), який виділиться при розчиненні міді у розчині нітратної кислоти масою 200г з масовою часткою кислоти 20%
3. До розчину хлоридної кислоти масою 200г з масовою часткою кислоти 20% добавили цинк. Обчисліть об’єм водню (н.у.), що виділився в результаті реакції.
4. Який об’єм хлороводню (н.у.) потрібно пропустити крізь розчин калій гідроксиду об’ємом 200 мл з масовою часткою лугу 10% (густина дорівнює 1,08 г/см3), щоб розчин став нейтральним.
5. До 150г водного розчину калій гідроксиду з масовою часткою розчиненої речовини 5% добавили хлоридну кислоту. Обчисліть кількість утвореної солі.
6. До розчину ортофосфорної кислоти об’ємом 45мл з масовою часткою кислоти 6% (густина дорівнює 1,03 г/см3) додали натрій оксид. Обчисліть масу солі, що утворилася.
7. Яку масу розчину нітратної кислоти з масовою часткою кислоти 10%, можна одержати з 17г натрій нітрату.
8. До розчину масою 200г з масовою часткою нітратної кислоти 7,5% добавили арґентум нітрат. Яка масу утвореного осаду.
9. Який об’єм газу виділиться при взаємодії 2 моль розчину сульфатної кислоти (ω H2SO4= 30%) з цинком.
10. Визначте масу кристалічної соди, яку потрібно використати для нейтралізації хлоридної кислоти масою 200г з масовою часткою хлороводню 20%
11. Визначте масу розчину нітратної кислоти (ω = 20%),яку необхідно використати для добування 2 кг аміачної селітри.
12. Які об’єми хлору та водню потрібно взяти (н.у.) для отримання 1000г 37% розчину хлоридної кислоти.
ОБЧИСЛЕННЯ ЗА ТЕРМОХІЧНИМ РІВНЯННЯМ
Хімічні реакції можуть відбуватися як з виділенням теплоти (екзотермічні реакції) так із поглинанням теплоти (ендотермічні реакції). Кількість теплоти, що виділяється або поглинається під час реакції називається тепловим ефектом реакції і позначається ∆Н. тепловий ефект залежить від температури і тиску. Якщо всі продукти реакції та вихідні речовини перебувають у стандартному стані (Т = 298К, р= 101,3 кПа) то ∆Н називають стандартним тепловим ефектом і позначають ∆Н0. Рівняння реакції, в якому вказаний тепловий ефект називають термохімічним рівнянням реакції.. тепловий ефект записують після рівняння реакції і відділяється від нього крапкою з комою. Значення ∆Н стосується того числа молів речовини, яке зазначено в рівнянні реакції.
Приклади задач для розв’язку:
1. Яка кількість теплоти виділиться внаслідок згоряння 500г вугілля, якщо термохімічне рівняння цієї реакції таке: С + О2=СО2; ∆Н = -402кДж.
Дано: Розв’язання
m(С) = 500г 500г х кДж
∆Н = -402 кДж С + О2 = СО2; ∆Н = -402 кДж
1 моль
Q – ? 12г
Складаємо пропорцію
500г (С) ————- х кДж
12г ____________ – 402 кДж
Х= -16750 кДж
2. Унаслідок розкладу кальцій карбонату масою 25г поглинулося 45 кДж тепла. Складіть термохімічне рівняння розкладу кальцій карбонату.
Дано: 25г 45 кДж
m (СаСО3) = 25г СаСО3 = СаО +СО2; ∆Н = +х кДж
Q=45кДж 1 моль
100г
Хімічні реакції можуть відбуватися як з виділенням теплоти (екзотермічні реакції) так із поглинанням теплоти (ендотермічні реакції). Кількість теплоти, що виділяється або поглинається під час реакції називається тепловим ефектом реакції і позначається ∆Н. тепловий ефект залежить від температури і тиску. Якщо всі продукти реакції та вихідні речовини перебувають у стандартному стані (Т = 298К, р= 101,3 кПа) то ∆Н називають стандартним тепловим ефектом і позначають ∆Н0. Рівняння реакції, в якому вказаний тепловий ефект називають термохімічним рівнянням реакції.. тепловий ефект записують після рівняння реакції і відділяється від нього крапкою з комою. Значення ∆Н стосується того числа молів речовини, яке зазначено в рівнянні реакції.
Приклади задач для розв’язку:
1. Яка кількість теплоти виділиться внаслідок згоряння 500г вугілля, якщо термохімічне рівняння цієї реакції таке: С + О2=СО2; ∆Н = -402кДж.
Дано: Розв’язання
m(С) = 500г 500г х кДж
∆Н = -402 кДж С + О2 = СО2; ∆Н = -402 кДж
1 моль
Q – ? 12г
Складаємо пропорцію
500г (С) ————- х кДж
12г ____________ – 402 кДж
Х= -16750 кДж
2. Унаслідок розкладу кальцій карбонату масою 25г поглинулося 45 кДж тепла. Складіть термохімічне рівняння розкладу кальцій карбонату.
Дано: 25г 45 кДж
m (СаСО3) = 25г СаСО3 = СаО +СО2; ∆Н = +х кДж
Q=45кДж 1 моль
100г
Складаємо пропорцію:
25г СаСО3 ————-45 кДж
100г СаСО3 ————– Х кДж
Х = 100*45/25=
3. Складіть термохімічне рівняння реакції горіння метану (СН4) в кисні, якщо відомо, що в результаті згоряння 112л метану виділилося 4400 кДж тепла.
4. Яка кількість теплоти виділиться внаслідок згоряння: а)10 моль магнію; б) 4,8г магнію, якщо термохімічне рівняння реакції має такий вигляд
2Mg +O2 =2 MgO;. ∆H = -1200кДж.
5. Запишіть термохімічне рівняння реакції згоряння сірки в кисні, якщо відомо, що внаслідок згоряння 0,5 моль сірки виділяється 148,5 кДж теплоти.
6. Унаслідок розкладу 2 моль кальцій карбонату поглинається 356 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння даної реакції.
7. При окисненні магнію одержали 20, 27г магній оксиду. При цьому виділилося 305 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння даної реакції.
8. Термохімічне рівняння реакції горіння ацетилену:
2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 +2Н2О; ∆Н = -2610 кДж.
Скільки теплоти виділиться при спалюванні: а) 2,5 моль ацетилену; б) 4л (н.у.) ацетилену; в) 12г ацетилену.
9. При спалюванні сірки одержали 11,2 л сульфурдіоксид (н.у.). при цьому виділилося 148,5 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння даної реакції.
10. У результаті згоряння 1 моль метану виділилося 892 кДж теплоти. Який об’єм метану (СН4) спалили, якщо в результаті реакції виділилося 223 кДж теплоти.
25г СаСО3 ————-45 кДж
100г СаСО3 ————– Х кДж
Х = 100*45/25=
3. Складіть термохімічне рівняння реакції горіння метану (СН4) в кисні, якщо відомо, що в результаті згоряння 112л метану виділилося 4400 кДж тепла.
4. Яка кількість теплоти виділиться внаслідок згоряння: а)10 моль магнію; б) 4,8г магнію, якщо термохімічне рівняння реакції має такий вигляд
2Mg +O2 =2 MgO;. ∆H = -1200кДж.
5. Запишіть термохімічне рівняння реакції згоряння сірки в кисні, якщо відомо, що внаслідок згоряння 0,5 моль сірки виділяється 148,5 кДж теплоти.
6. Унаслідок розкладу 2 моль кальцій карбонату поглинається 356 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння даної реакції.
7. При окисненні магнію одержали 20, 27г магній оксиду. При цьому виділилося 305 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння даної реакції.
8. Термохімічне рівняння реакції горіння ацетилену:
2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 +2Н2О; ∆Н = -2610 кДж.
Скільки теплоти виділиться при спалюванні: а) 2,5 моль ацетилену; б) 4л (н.у.) ацетилену; в) 12г ацетилену.
9. При спалюванні сірки одержали 11,2 л сульфурдіоксид (н.у.). при цьому виділилося 148,5 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння даної реакції.
10. У результаті згоряння 1 моль метану виділилося 892 кДж теплоти. Який об’єм метану (СН4) спалили, якщо в результаті реакції виділилося 223 кДж теплоти.
ЗАДАЧІ НА НАДЛИШОК
В умовах деяких задач вказується, що одну з реагуючих речовин дано в надлишку. У таких задачах кількість продукту розраховують за массою або об’ємом речовини, що прореагувала повністю, тобто за речовиною, щоперебуває в недостачі.
Коли за умовою задачі даються кількості двох речовин, то виникає необхідність проведення розрахунків, на основі яких робиться висновок про знаходження однієї з вихідних речовин в недостачі. Існує кілька способів таких розрахунків, але найзручнішим вважається той, в якому використовуються одиниці вимірювання кількості речовини.
Алгоритм розв’язку задач за цим способом:
1. Записуємо скорочену умову задачі.
2. Визначаємо речовину, яка перебуває в недостачі, обчислюємо кількості вихідних речовин за умовою задачі.
3. Записуємо хімічне рівняння реакції, складаємо мольні відношення вихідних речовин та порівнюємо отримані результати.
4. Розрахунки проводимо за речовиною, щоперебуває в недостачі.
Приклади:
1. Обчисліть об’єм водню, щоутвориться в результаті взаємодії цинку масою 13г із сульфатною кислотою масою 20г. (4,48л)
2. До розчину, що містить 0,01 моль натрій сульфату, додали розчин, що містить 3,12г барій хлориду. Яка маса осаду утворилася.
3. Яка масса солі утвориться внаслідок взаємодії 8г магній оксиду і 8г сульфур (УІ) оксиду.
4. Який об’єм аміаку утвориться внаслідок взаємодії азоту обємом 30л і водню об’ємом 120л.
5. У розчин, який містить сульфатну кислоту масою 11,76г, занурили шматочок алюмінію масою 3,24г. Скільки алюміній сульфату утворилося.
6. Залізо масою 2,8г спалили в хлорі об’ємом 2,8л (н.у). визначити массу добутого ферум (ІІІ) оксиду.
7. Змішали 12г порошку сірки і 18 г алюмінієвих ошурок. Суміш нагріли. Яка речовина прореагує повністю? Визначити массу добутого алюміній сульфіду.
8. Визначити масу осаду, добутого в результаті взаємодії 20г натрій гідроксиду і 32г купрум (ІІ) сульфату.
9. Яку масуферум (ІІІ)хлориду можна добути в результаті згоряння заліза масою 11,2г з хлором об’ємом 11,2л (н.у.)
10. До розчину масою 125г з массовою часткою барій хлориду10% додали розчин сульфатної кислоти массою 196г з массовою часткою кислоти 10%. Визначте масу осаду, що утворився в результаті реакції.
11.Суміш, що складається з амоній хлориду масою 4г і подрібненого натрій гідроксиду масою 4г, нагріли. Який об’єм аміаку (н.у.) утворився.
ОБЧИСЛЕННЯ ЗА ХІМІЧНИМ РІВНЯННЯМ, ПОВЯЗАНІ З МАСОВОЮ (ОБЄМНОЮ) ЧАСТКОЮ ВИХОДУ ПРОДУКТУ РЕАКЦІЇ
В умовах деяких задач вказується, що одну з реагуючих речовин дано в надлишку. У таких задачах кількість продукту розраховують за массою або об’ємом речовини, що прореагувала повністю, тобто за речовиною, щоперебуває в недостачі.
Коли за умовою задачі даються кількості двох речовин, то виникає необхідність проведення розрахунків, на основі яких робиться висновок про знаходження однієї з вихідних речовин в недостачі. Існує кілька способів таких розрахунків, але найзручнішим вважається той, в якому використовуються одиниці вимірювання кількості речовини.
Алгоритм розв’язку задач за цим способом:
1. Записуємо скорочену умову задачі.
2. Визначаємо речовину, яка перебуває в недостачі, обчислюємо кількості вихідних речовин за умовою задачі.
3. Записуємо хімічне рівняння реакції, складаємо мольні відношення вихідних речовин та порівнюємо отримані результати.
4. Розрахунки проводимо за речовиною, щоперебуває в недостачі.
Приклади:
1. Обчисліть об’єм водню, щоутвориться в результаті взаємодії цинку масою 13г із сульфатною кислотою масою 20г. (4,48л)
2. До розчину, що містить 0,01 моль натрій сульфату, додали розчин, що містить 3,12г барій хлориду. Яка маса осаду утворилася.
3. Яка масса солі утвориться внаслідок взаємодії 8г магній оксиду і 8г сульфур (УІ) оксиду.
4. Який об’єм аміаку утвориться внаслідок взаємодії азоту обємом 30л і водню об’ємом 120л.
5. У розчин, який містить сульфатну кислоту масою 11,76г, занурили шматочок алюмінію масою 3,24г. Скільки алюміній сульфату утворилося.
6. Залізо масою 2,8г спалили в хлорі об’ємом 2,8л (н.у). визначити массу добутого ферум (ІІІ) оксиду.
7. Змішали 12г порошку сірки і 18 г алюмінієвих ошурок. Суміш нагріли. Яка речовина прореагує повністю? Визначити массу добутого алюміній сульфіду.
8. Визначити масу осаду, добутого в результаті взаємодії 20г натрій гідроксиду і 32г купрум (ІІ) сульфату.
9. Яку масуферум (ІІІ)хлориду можна добути в результаті згоряння заліза масою 11,2г з хлором об’ємом 11,2л (н.у.)
10. До розчину масою 125г з массовою часткою барій хлориду10% додали розчин сульфатної кислоти массою 196г з массовою часткою кислоти 10%. Визначте масу осаду, що утворився в результаті реакції.
11.Суміш, що складається з амоній хлориду масою 4г і подрібненого натрій гідроксиду масою 4г, нагріли. Який об’єм аміаку (н.у.) утворився.
ОБЧИСЛЕННЯ ЗА ХІМІЧНИМ РІВНЯННЯМ, ПОВЯЗАНІ З МАСОВОЮ (ОБЄМНОЮ) ЧАСТКОЮ ВИХОДУ ПРОДУКТУ РЕАКЦІЇ
Розрахунки за хімічними рівняннями справедливі, якщо в реакцію вступають абсолютно чисті речовини та їх взаємодія протікає без втрат. Однак реальна кількість продукту не відповідає розрахованій: вона завжди менша. Розрізняють практичний і теоретичний вихід продукту.
Практичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який отримують в процесі виробництва або лабораторних дослідженнях.
Теоретичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який можна було б отримати згідно з розрахунками за рівнянням хімічних реакцій.
Відношення маси практичного виходу до маси теоретичного виходу називається масовою часткою виходу продукту
Вихід продукту обчислюється за формулами:
ω = 100% – масова частка виходу
φ = 100% – об’ємна частка виходу
вихід продукту може бути виражений в частках одиниці або відсотках.
У розрахункових задачах з хімії потрібно або врахувати практичний вихід продукту реакції, або знайти його.
Задача: розрахувати масу негашеного вапна (кальцій оксид, що утвориться в результаті випалювання 1200г кальцій карбонату, якщо вихід продукту дорівнює 75%
Дано: розв’язання:
m (СаСО3)= 1200г записуємо рівняння реакції:
ω =75% = 0,75 1200г хг
Знайти: СаСО3 = СаО +СО2
m (СаО) = ? 1 моль 1 моль
100г/моль56 г/моль
100г 56г
Практичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який отримують в процесі виробництва або лабораторних дослідженнях.
Теоретичний вихід – це маса, або об’єм продукту, який можна було б отримати згідно з розрахунками за рівнянням хімічних реакцій.
Відношення маси практичного виходу до маси теоретичного виходу називається масовою часткою виходу продукту
Вихід продукту обчислюється за формулами:
ω = 100% – масова частка виходу
φ = 100% – об’ємна частка виходу
вихід продукту може бути виражений в частках одиниці або відсотках.
У розрахункових задачах з хімії потрібно або врахувати практичний вихід продукту реакції, або знайти його.
Задача: розрахувати масу негашеного вапна (кальцій оксид, що утвориться в результаті випалювання 1200г кальцій карбонату, якщо вихід продукту дорівнює 75%
Дано: розв’язання:
m (СаСО3)= 1200г записуємо рівняння реакції:
ω =75% = 0,75 1200г хг
Знайти: СаСО3 = СаО +СО2
m (СаО) = ? 1 моль 1 моль
100г/моль56 г/моль
100г 56г
Х= 672г
Знайдена маса – теоретична, тобто це маса, кальцій оксиду, яку б можна було добути за умови 100% виходу продукту реакції. Розраховують практичну масу кальцій оксиду:
mпрак (СаО) = 0,75 * 672 = 504г
Відповідь: маса негашеного вапна, яку можна добути, 504г.
Задачі для самостійного розв’язку:
1. Аміак масою 34 кг пропустили через розчин сульфатної кислоти. Масова частка виходу амоній сульфату дорівнює 90%. Обчислити масу добутого амоній сульфату. (118,8кг)
2. При нагріванні калій нітрату масою 30,3гзібрали 3л кисню. Обчисліть обємну частку виходу. (89,2%)
3. З азоту масою 56кг було синтезовано аміак масою 48 кг. Знайдіть масову частку виходу аміаку від теоретично можливого.
4. У результаті розчинення у сульфатній кислоті цинку масою 1,3 г добули водень об’ємом 0,4л (н.у.). обчисліть вихід водню.
5. Яку масу сульфур (УІ) оксиду можна добути із 32г сульфур (ІУ) оксиду, якщо вихід реакції становить 95%.
6. Який об’єм аміаку можна синтезувати з азоту масою 112 кг, якщо об’ємна частка виходу аміаку становить90% від теоретичного.
7. Визначити вихід ферум (ІІ) сульфіду, якщо із заліза масою 150г в реакції з сіркою добули ферум (ІІ) сульфід масою 120г.
8. Яку масу сірки спалили, якщо добуто 762 кг сульфур (ІУ) оксиду, а масова частка виходу становить 80%.
9. Який об’єм водню витратиться на добування аміаку масою 70г, що становить 78% від теоретичного.
10. Унаслідок взаємодії натрій нітрату із сульфатною кислотою одержали 2,7 г нітратної кислоти, що становить 90% від теоретично можливого. Скільки натрій нітрату вступило в реакцію.
11. Яку масу сірководню спалили, якщо об’єм добутого сірчистого газу 13,44л (н.у.). вихід газу становить 80%
Знайдена маса – теоретична, тобто це маса, кальцій оксиду, яку б можна було добути за умови 100% виходу продукту реакції. Розраховують практичну масу кальцій оксиду:
mпрак (СаО) = 0,75 * 672 = 504г
Відповідь: маса негашеного вапна, яку можна добути, 504г.
Задачі для самостійного розв’язку:
1. Аміак масою 34 кг пропустили через розчин сульфатної кислоти. Масова частка виходу амоній сульфату дорівнює 90%. Обчислити масу добутого амоній сульфату. (118,8кг)
2. При нагріванні калій нітрату масою 30,3гзібрали 3л кисню. Обчисліть обємну частку виходу. (89,2%)
3. З азоту масою 56кг було синтезовано аміак масою 48 кг. Знайдіть масову частку виходу аміаку від теоретично можливого.
4. У результаті розчинення у сульфатній кислоті цинку масою 1,3 г добули водень об’ємом 0,4л (н.у.). обчисліть вихід водню.
5. Яку масу сульфур (УІ) оксиду можна добути із 32г сульфур (ІУ) оксиду, якщо вихід реакції становить 95%.
6. Який об’єм аміаку можна синтезувати з азоту масою 112 кг, якщо об’ємна частка виходу аміаку становить90% від теоретичного.
7. Визначити вихід ферум (ІІ) сульфіду, якщо із заліза масою 150г в реакції з сіркою добули ферум (ІІ) сульфід масою 120г.
8. Яку масу сірки спалили, якщо добуто 762 кг сульфур (ІУ) оксиду, а масова частка виходу становить 80%.
9. Який об’єм водню витратиться на добування аміаку масою 70г, що становить 78% від теоретичного.
10. Унаслідок взаємодії натрій нітрату із сульфатною кислотою одержали 2,7 г нітратної кислоти, що становить 90% від теоретично можливого. Скільки натрій нітрату вступило в реакцію.
11. Яку масу сірководню спалили, якщо об’єм добутого сірчистого газу 13,44л (н.у.). вихід газу становить 80%
РОЗВЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВИВЕДЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФОРМУЛИ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ ЗА МАСОВИМИ ЧАСТКАМИ
Вивести формулу – це встановити якісний та кількісний склад речовини.
Виведення молекулярної формули органічної речовини здійснюється за формулами: М = 29Dпов; М =2DН2;
ω (Е) =
Вивести формулу – це встановити якісний та кількісний склад речовини.
Виведення молекулярної формули органічної речовини здійснюється за формулами: М = 29Dпов; М =2DН2;
ω (Е) =
n =
алгоритм розв’язку задач даного підтипу:
1. Записуємо скорочену умову задачі.
2. Знаходимо відносну молекулярну масу за відомою густиною за іншим газом, використавши формули 1,2.
3. За формулою 3 визначаємо кількість атомів елементів, що є в сполуці.
Приклади задач:
1. Вивести формулу органічної речовини, якщо відомі масові частки елементів, що складають цю молекулу: ω (С) = 51,89%, ω(Н) = 9,73%, ω (Cl)=38,38%. Відносна густина пари речовини за повітрям дорівнює 3,19.
2. Визначити молекулярну формулу органічної речовини, в якій масові частки Карбону, Гідрогену та Іоду відповідно становлять 15,4%, 3,2%, 81,4%. Відносна густина парів за воднем дорівнює 78.
3. Виведіть формулу газоподібної речовини, в якій масова частка Карбонудорівнює 0,83, масова часка Гідрогену -0,17, а густина речовини за воднем -29.
4. Вивести формулу органічної речовини, якщо масова частка Карбону в ній становить 92,3%, а масова частка Гідрогену – 7,7%. Відносна густина парів цієї речовини за воднем -39.
5. Визначити молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 75%, а відносна густина парів за киснем 0.
6. Визначити молекулярну формулу вуглеводню, масова частка в якому Гідрогену становить 7,7%, а відносна густина парів за повітрям – 0,897.
7. Масові частки Карбону, Гідрогену, Оксигену в одноосновній кислоті становлять 26,1 4,35 та 69,55% відповідно. Виведіть формулу кислоти, якщо її відносна молекулярна маса дорівнює 46.
ЗАДАЧІ НА ВИВЕДЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФОМУЛИ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ ЗА ПРОДУКТАМИ ЇЇ ЗГОРЯННЯ
Алгоритм розв’язку задач даного підтипу:
1. Знаходимо молярну масу за відносною густиною.
2. Знаходимо маси елементів у продуктах згоряння: Н – Н2О, С-СО2;
3. Додаємо знайдені маси елементів, якщо сума не відповідає масі, даній в умові задачі, значить до складу речовини входить ще атоми Оксигену. Знаходимо їх через різницю мас.
4. Знаходимо масові частки елементів через відношення маси елементу до маси всієї речовини.
5. Знаходимо кількість атомів елементів через відому масову частку.
Задачі для розв’язку:
1. Сполуку, що складається з Карбону та Гідрогену спалили і одержали55г вуглекислого газу і 27г води. Яка формула сполуки, якщо відносна густина за повітрям складає 2,48.
2. Внаслідок спалювання вуглеводню масою 4,4г утворився вуглекислий газ об’ємом 6,72л та вода масою 7,2г. виведіть формулу вуглеводню, якщо його густина за повітрям становить 1,517..
3. Унаслідок спалювання 4,8г органічної речовини утворилося 3,36г вуглекислого газу (н.у.) та 5,4г води. Густина пари цієї речовини за метаном 2. Визначити молекулярну формулу речовини.
4. Унаслідок спалювання 9,2г органічної речовини утворилося 17,6г вуглекислого газу та 10,8г води. Відносна густина пари цієї речовини за воднем дорівнює 23. Встановіть формулу речовини.
5. Унаслідок спалювання 3г органічної речовини утворилося 8,8г вуглекислого газу і 5,4г води. Відносна густина парів цієї речовини за воднем дорівнює 15. Встановіть формулу речовини.
6. Унаслідок спалювання10г органічної речовини утворилося 27,5г вуглекислого газу та 22,5г води. Встановіть формулу речовини, якщо відносна густина за киснем дорівнює 0,5.
7. Унаслідок спалювання оксигеновмісної органічної сполуки масою 0,74г утворилося 1,32г карбон (ІУ) оксиду і0,54г води. Виведіть формулу речовини, якщо відносна густина пари речовини за воднем дорівнює 37.
8. Унаслідок спалювання органічної речовини масою 4,2 утворилося 13,2г вуглекислого газу і 5,4г води. Відносна густина за повітрям -2,9. Встановіть формулу речовини.
9. Унаслідок спалювання органічної речовини масою 10г утворилося 27,5г вуглекислого газу і 22,5г води. Відносна густина пари йієї речовини за воднем дорівнює8. Виведіть молекулярну формулу речовини.
10. Унаслідок спалювання 8,8г вуглеводню утворилося 26,4г карбон (ІУ) оксиду і 4г води. Маса 1л речовини (н.у.) 1,96г. яка молекулярна формула речовини. (використати формули: m= Vmρ; якщо кількість речовини дорівнює 1 молю, то масу дорівнює молярній масі.)
алгоритм розв’язку задач даного підтипу:
1. Записуємо скорочену умову задачі.
2. Знаходимо відносну молекулярну масу за відомою густиною за іншим газом, використавши формули 1,2.
3. За формулою 3 визначаємо кількість атомів елементів, що є в сполуці.
Приклади задач:
1. Вивести формулу органічної речовини, якщо відомі масові частки елементів, що складають цю молекулу: ω (С) = 51,89%, ω(Н) = 9,73%, ω (Cl)=38,38%. Відносна густина пари речовини за повітрям дорівнює 3,19.
2. Визначити молекулярну формулу органічної речовини, в якій масові частки Карбону, Гідрогену та Іоду відповідно становлять 15,4%, 3,2%, 81,4%. Відносна густина парів за воднем дорівнює 78.
3. Виведіть формулу газоподібної речовини, в якій масова частка Карбонудорівнює 0,83, масова часка Гідрогену -0,17, а густина речовини за воднем -29.
4. Вивести формулу органічної речовини, якщо масова частка Карбону в ній становить 92,3%, а масова частка Гідрогену – 7,7%. Відносна густина парів цієї речовини за воднем -39.
5. Визначити молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 75%, а відносна густина парів за киснем 0.
6. Визначити молекулярну формулу вуглеводню, масова частка в якому Гідрогену становить 7,7%, а відносна густина парів за повітрям – 0,897.
7. Масові частки Карбону, Гідрогену, Оксигену в одноосновній кислоті становлять 26,1 4,35 та 69,55% відповідно. Виведіть формулу кислоти, якщо її відносна молекулярна маса дорівнює 46.
ЗАДАЧІ НА ВИВЕДЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФОМУЛИ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ ЗА ПРОДУКТАМИ ЇЇ ЗГОРЯННЯ
Алгоритм розв’язку задач даного підтипу:
1. Знаходимо молярну масу за відносною густиною.
2. Знаходимо маси елементів у продуктах згоряння: Н – Н2О, С-СО2;
3. Додаємо знайдені маси елементів, якщо сума не відповідає масі, даній в умові задачі, значить до складу речовини входить ще атоми Оксигену. Знаходимо їх через різницю мас.
4. Знаходимо масові частки елементів через відношення маси елементу до маси всієї речовини.
5. Знаходимо кількість атомів елементів через відому масову частку.
Задачі для розв’язку:
1. Сполуку, що складається з Карбону та Гідрогену спалили і одержали55г вуглекислого газу і 27г води. Яка формула сполуки, якщо відносна густина за повітрям складає 2,48.
2. Внаслідок спалювання вуглеводню масою 4,4г утворився вуглекислий газ об’ємом 6,72л та вода масою 7,2г. виведіть формулу вуглеводню, якщо його густина за повітрям становить 1,517..
3. Унаслідок спалювання 4,8г органічної речовини утворилося 3,36г вуглекислого газу (н.у.) та 5,4г води. Густина пари цієї речовини за метаном 2. Визначити молекулярну формулу речовини.
4. Унаслідок спалювання 9,2г органічної речовини утворилося 17,6г вуглекислого газу та 10,8г води. Відносна густина пари цієї речовини за воднем дорівнює 23. Встановіть формулу речовини.
5. Унаслідок спалювання 3г органічної речовини утворилося 8,8г вуглекислого газу і 5,4г води. Відносна густина парів цієї речовини за воднем дорівнює 15. Встановіть формулу речовини.
6. Унаслідок спалювання10г органічної речовини утворилося 27,5г вуглекислого газу та 22,5г води. Встановіть формулу речовини, якщо відносна густина за киснем дорівнює 0,5.
7. Унаслідок спалювання оксигеновмісної органічної сполуки масою 0,74г утворилося 1,32г карбон (ІУ) оксиду і0,54г води. Виведіть формулу речовини, якщо відносна густина пари речовини за воднем дорівнює 37.
8. Унаслідок спалювання органічної речовини масою 4,2 утворилося 13,2г вуглекислого газу і 5,4г води. Відносна густина за повітрям -2,9. Встановіть формулу речовини.
9. Унаслідок спалювання органічної речовини масою 10г утворилося 27,5г вуглекислого газу і 22,5г води. Відносна густина пари йієї речовини за воднем дорівнює8. Виведіть молекулярну формулу речовини.
10. Унаслідок спалювання 8,8г вуглеводню утворилося 26,4г карбон (ІУ) оксиду і 4г води. Маса 1л речовини (н.у.) 1,96г. яка молекулярна формула речовини. (використати формули: m= Vmρ; якщо кількість речовини дорівнює 1 молю, то масу дорівнює молярній масі.)
МЕТОДИКА РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВСТАНОВЛЕННЯ ФОРМУЛ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
І. Виведення молекулярної форми відомого класу органічних сполук за відносною густиною
Приклад
Відносна густина пари деякого алкану за повітрям дорівнює 3,931. Визначте формулу цього алкану і назвіть його.
Дано: Розв’язання:
СnH2n+2 M(CnH2n+2)= (14n +2) г/моль
D(CnH2n+2)пов= 3,931 1. Обчислимо молярну масу алкану:
СnH2n+2 – ? M(CnH2n+2) = D(CnH2n+2)пов Mпов;
Mпов=29г/моль
M(CnH2n+2) = 3,931 29 г/моль = 114 г/моль
2. Обчислимо число атомів Карбону в алкані:
12n + 2 = 114; 14n = 112; ; С8Н18
Відповідь: Формула сполуки С8Н18. Це октан.
Відносна густина пари деякого алкану за повітрям дорівнює 3,931. Визначте формулу цього алкану і назвіть його.
Дано: Розв’язання:
СnH2n+2 M(CnH2n+2)= (14n +2) г/моль
D(CnH2n+2)пов= 3,931 1. Обчислимо молярну масу алкану:
СnH2n+2 – ? M(CnH2n+2) = D(CnH2n+2)пов Mпов;
Mпов=29г/моль
M(CnH2n+2) = 3,931 29 г/моль = 114 г/моль
2. Обчислимо число атомів Карбону в алкані:
12n + 2 = 114; 14n = 112; ; С8Н18
Відповідь: Формула сполуки С8Н18. Це октан.
ІІ. Виведення молекулярної формули за відомими масовими частками елементів
Приклад
Виведіть молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 82, 75%, а Гідрогену 17,25%. Відносна густина пари цього вуглеводню за повітрям дорівнює 2.
Дано: Розв’язання:
ω(С) = 82,75% 1. Обчислюємо молярну масу вуглеводню:
ω(Н) = 17,25%
D(CxHy)пов = 2 2. Виводимо алгоритм для встановлення кількості атомів Карбону та Гідрогену:
CxHy – ?
Приклад
Виведіть молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 82, 75%, а Гідрогену 17,25%. Відносна густина пари цього вуглеводню за повітрям дорівнює 2.
Дано: Розв’язання:
ω(С) = 82,75% 1. Обчислюємо молярну масу вуглеводню:
ω(Н) = 17,25%
D(CxHy)пов = 2 2. Виводимо алгоритм для встановлення кількості атомів Карбону та Гідрогену:
CxHy – ?
3. Обчислюємо число атомів Карбону і Гідрогену у вуглеводні (для розрахунків відсотки переводимо в частки):
Формула вуглеводню С4Н10
4. Робимо перевірку виведеної формули вуглеводню за молярною масою:
М(С4Н10)=58г/моль
Відповідь: формула вуглеводню С4Н10 (бутан)
4. Робимо перевірку виведеної формули вуглеводню за молярною масою:
М(С4Н10)=58г/моль
Відповідь: формула вуглеводню С4Н10 (бутан)
ІІІ. Виведення молекулярної формули за відомими масою, об’ємами або кількістю речовини продуктів згорання
Приклад
Внаслідок спалювання вуглеводню масою 1,5 г утворилися оксид карбону (ІV) об’єму 2,24 л (н.у.) та вода масою 2,7 г. Виведіть формулу вуглеводню, якщо відносна густина його за повітрям становить 1,0345.
Дано: Розв’язання:
m(CxHy)=1,5г 1. Обчислимо молярну масу вуглеводню:
V(C xHy)=2,24 л
m(H2O)=2,7г Mпов = 29 г/моль
D(CxHy)пов=1,0345
CxHy – ? 2. Обчислимо кількість речовини вуглеводню масою 1,5 г:
Внаслідок спалювання вуглеводню масою 1,5 г утворилися оксид карбону (ІV) об’єму 2,24 л (н.у.) та вода масою 2,7 г. Виведіть формулу вуглеводню, якщо відносна густина його за повітрям становить 1,0345.
Дано: Розв’язання:
m(CxHy)=1,5г 1. Обчислимо молярну масу вуглеводню:
V(C xHy)=2,24 л
m(H2O)=2,7г Mпов = 29 г/моль
D(CxHy)пов=1,0345
CxHy – ? 2. Обчислимо кількість речовини вуглеводню масою 1,5 г:
3. Обчислимо кількість речовини оксиду карбону (ІV) об’ємом 2,24 л:
4. Обчислимо кількість речовини води масою 2,7 г:
5. Обчислимо співвідношення кількостей речовин вуглеводню, оксиду карбону (ІV) та води:
υ (CxHy) : υ (СО2) : υ (Н2О) = 0,05 : 0,1 : 0,15
υ (CxHy) : υ (СО2) : υ (Н2О) = 0,05 : 0,1 : 0,15
6. Обчислимо число атомів Карбону і Гідрогену у вуглеводні:
СхНу + О2 → 2 СО2 + 3Н2О
х=2; у=6; С2Н6; М(С2Н6) = 30 г/моль
Відповідь: Формула вуглеводню С2Н6 (етан)
СхНу + О2 → 2 СО2 + 3Н2О
х=2; у=6; С2Н6; М(С2Н6) = 30 г/моль
Відповідь: Формула вуглеводню С2Н6 (етан)
IV. Виведення молекулярної формули за об’ємом кисню, необхідного для спалювання органічної речовини
Приклад
На спалення 0,5 моль етиленового вуглеводню витрачається 33,6 л кисню (н.у.). Встановити формулу сполуки.
Дано: Розв’язання:
υ(СnH2n) = 0,5 моль 1. Знаходимо кількість кисню:
V(O2) = 33,6 л
СnH2n – ? 2. Складаємо рівняння реакції горіння етиленового вуглеводню у загальному
вигляді і розставляємо коефіцієнти:
СnH2n + хO2 → nСО2 + nН2О
n+2n=2x
3n=2x
На спалення 0,5 моль етиленового вуглеводню витрачається 33,6 л кисню (н.у.). Встановити формулу сполуки.
Дано: Розв’язання:
υ(СnH2n) = 0,5 моль 1. Знаходимо кількість кисню:
V(O2) = 33,6 л
СnH2n – ? 2. Складаємо рівняння реакції горіння етиленового вуглеводню у загальному
вигляді і розставляємо коефіцієнти:
СnH2n + хO2 → nСО2 + nН2О
n+2n=2x
3n=2x
3.Складаємо пропорцію:
На 1 моль СnH2n йде 1,5 моль O2 (n)
На 0,5 моль СnH2n йде 1,5 моль О2 (за умовою)
На 1 моль СnH2n йде 1,5 моль O2 (n)
На 0,5 моль СnH2n йде 1,5 моль О2 (за умовою)
Отже, у молекулі етиленового вуглеводню два атоми Карбону. А на два атоми Карбону припадає
чотири атоми Гідрогену. Формула вуглеводню С2Н4, це етилен.
Відповідь: формула вуглеводню С2Н4 (етилен)
чотири атоми Гідрогену. Формула вуглеводню С2Н4, це етилен.
Відповідь: формула вуглеводню С2Н4 (етилен)
V. Виведення молекулярної формули за об’ємними відношеннями газів
Приклад
При дегідратації первинного насиченого спирту утворився газоподібний алкен, об’єм якого виявився в 4 рази меншим, ніж об’єм карбон(VI)оксиду, що утворився при спалювані такої ж кількості спирту. Одержаний алкен може повністю знебарвити розчин бромованої води, де міститься 16г брому. Який спирт піддали дегідратації?
Дано: Розв’язання:
Складаємо рівняння відповідних реакцій:
m(Br2) = 16г 1) Дегідратація первинного насиченого спирту:
СnH2n+1OH – ? СnH2n+1OH СnH2n + H2O
2) Горіння первинного насиченого спирту:
СnH2n+1OH + О2 СО2 + Н2О
3) Приєднання брому алкеном:
СnH2n + Br2 СnH2n Br2
Складаємо співвідношення реагуючих речовин та продуктів реакції:
V(СnH2n) : V (CO2) = 1:4
4) Знаходимо кількість речовини Брому:
, за рівнянням υ(СnH2n) = 0,1 моль
5) За умовою задачі:
1V СnH2n 4V CO2
υ(СnH2n) = 0,1 моль
υ(CO2) = 0,4 моль
υ(СnH2n): υ(CO2) = 0,1 : 0,4 = 1:4
6) Формула алкену містить 4 атоми Карбону:
С4Н8
При гідратації алкену добудемо одноатомний насичений спирт С4Н9ОН
Відповідь: С4Н9ОН – бутанол
Приклад
При дегідратації первинного насиченого спирту утворився газоподібний алкен, об’єм якого виявився в 4 рази меншим, ніж об’єм карбон(VI)оксиду, що утворився при спалювані такої ж кількості спирту. Одержаний алкен може повністю знебарвити розчин бромованої води, де міститься 16г брому. Який спирт піддали дегідратації?
Дано: Розв’язання:
Складаємо рівняння відповідних реакцій:
m(Br2) = 16г 1) Дегідратація первинного насиченого спирту:
СnH2n+1OH – ? СnH2n+1OH СnH2n + H2O
2) Горіння первинного насиченого спирту:
СnH2n+1OH + О2 СО2 + Н2О
3) Приєднання брому алкеном:
СnH2n + Br2 СnH2n Br2
Складаємо співвідношення реагуючих речовин та продуктів реакції:
V(СnH2n) : V (CO2) = 1:4
4) Знаходимо кількість речовини Брому:
, за рівнянням υ(СnH2n) = 0,1 моль
5) За умовою задачі:
1V СnH2n 4V CO2
υ(СnH2n) = 0,1 моль
υ(CO2) = 0,4 моль
υ(СnH2n): υ(CO2) = 0,1 : 0,4 = 1:4
6) Формула алкену містить 4 атоми Карбону:
С4Н8
При гідратації алкену добудемо одноатомний насичений спирт С4Н9ОН
Відповідь: С4Н9ОН – бутанол
VІ. Виведення молекулярної формули за рівнянням стану ідеальних газів
Приклад
У сталеву посудину, місткість якої 2,75л, помістили 1,32г насиченого одноатомного спирту. Потім туди ввели 3,36л кисню (н. у.). Після підпалювання спирт повністю згорів, при цьому тиск у посудині за температурою 227ºС становив 306 кПа. Визначте формулу спирту.
Дано: Розв’язання:
Vпосуду = 2,75л 1) За рівнянням Менделєєва-Клапейрона:
m(CnH2n+1OH) = 1,32г
V(O2) = 3,36л Виводимо формулу для визначення кількості речовини суміші продуктів
T = 227ºС згорання:
P =306 кПа , Т = 227 + 273 = 500 К;
CnH2n+1OH – ? R = 8,314
Приклад
У сталеву посудину, місткість якої 2,75л, помістили 1,32г насиченого одноатомного спирту. Потім туди ввели 3,36л кисню (н. у.). Після підпалювання спирт повністю згорів, при цьому тиск у посудині за температурою 227ºС становив 306 кПа. Визначте формулу спирту.
Дано: Розв’язання:
Vпосуду = 2,75л 1) За рівнянням Менделєєва-Клапейрона:
m(CnH2n+1OH) = 1,32г
V(O2) = 3,36л Виводимо формулу для визначення кількості речовини суміші продуктів
T = 227ºС згорання:
P =306 кПа , Т = 227 + 273 = 500 К;
CnH2n+1OH – ? R = 8,314
2) За законом збереження маси речовини, знаходимо масу кисню витраченого для спалювання насиченого одноатомного спирту:
3) Маса вихідних речовин:
Маса продуктів реакції:
Приймаємо υ(СО2) = х,
υ(Н2О) = 0,2025-х
Складаємо математичне рівняння за законом збереження мас речовин:
6,12 = 44х + (0,2025-х)18
6,12 = 44х + 3,645 – 18х
2,475 = 26х
х = 0,095
Отже, υ(СО2) =0,095 моль, υ(Н2О) = 0,1075 моль
4) Складаємо рівняння реакції горіння насиченого одноатомного спирту:
CnH2n+1OH + О2 5СО2 + 6Н2О
За співвідношенням υ(СО2) : υ(Н2О) = 0,095:0,1075 = 5:6
В сполуці спирту 5 атомів Карбону і 12 атомів Гідрогену.
Отже формула насиченого одноатомного спирту С5Н11ОН
Відповідь: С5Н11ОН – пентанол (аміловий спирт)
υ(Н2О) = 0,2025-х
Складаємо математичне рівняння за законом збереження мас речовин:
6,12 = 44х + (0,2025-х)18
6,12 = 44х + 3,645 – 18х
2,475 = 26х
х = 0,095
Отже, υ(СО2) =0,095 моль, υ(Н2О) = 0,1075 моль
4) Складаємо рівняння реакції горіння насиченого одноатомного спирту:
CnH2n+1OH + О2 5СО2 + 6Н2О
За співвідношенням υ(СО2) : υ(Н2О) = 0,095:0,1075 = 5:6
В сполуці спирту 5 атомів Карбону і 12 атомів Гідрогену.
Отже формула насиченого одноатомного спирту С5Н11ОН
Відповідь: С5Н11ОН – пентанол (аміловий спирт)
VІІ. Виведення молекулярної формули за хімічними властивостями речовин
Приклад №1
Етиленовий вуглеводень, що утворився із 24 г одноатомного насиченого спирту при нагріванні з концентрованою сульфатною кислотою, приєднує 15,3 мл брому (ρ = 3,14 г/см3). Який спирт використали для реакції? Врахуйте, що масова частка виходу алкену становить 75% від теоретичного.
Дано: Розв’язання:
m(СnH2n+1OH) = 24г 1. Визначаємо масу брому, що приєднує алкен:
V(Br2) = 15,3мл m(Br2) = ρ V = 15,3 мл 3,14 г/мл = 48 г
ρ = 3,14 г/см3 2. Визначаємо кількість речовини брому:
ωвих. (СnH2n) = 75% υ
СnH2n+1OH – ?
3. Складаємо рівняння відповідних реакцій:
СnH2n + Br2 СnH2nBr2
СnH2n+1OH СnH2n + H2O
4. Визначаємо практичну кількість речовини алкену, що приєднує бром:
υ(Br2) = υпр.(СnH2n) = 0,3 моль
5. Обчислимо теоретичну кількість виходу алкену:
Приклад №1
Етиленовий вуглеводень, що утворився із 24 г одноатомного насиченого спирту при нагріванні з концентрованою сульфатною кислотою, приєднує 15,3 мл брому (ρ = 3,14 г/см3). Який спирт використали для реакції? Врахуйте, що масова частка виходу алкену становить 75% від теоретичного.
Дано: Розв’язання:
m(СnH2n+1OH) = 24г 1. Визначаємо масу брому, що приєднує алкен:
V(Br2) = 15,3мл m(Br2) = ρ V = 15,3 мл 3,14 г/мл = 48 г
ρ = 3,14 г/см3 2. Визначаємо кількість речовини брому:
ωвих. (СnH2n) = 75% υ
СnH2n+1OH – ?
3. Складаємо рівняння відповідних реакцій:
СnH2n + Br2 СnH2nBr2
СnH2n+1OH СnH2n + H2O
4. Визначаємо практичну кількість речовини алкену, що приєднує бром:
υ(Br2) = υпр.(СnH2n) = 0,3 моль
5. Обчислимо теоретичну кількість виходу алкену:
6. Обчислимо молярну масу одноатомного насиченого спирту:
7. Обчислимо число атомів Карбону в сполуці спирту :
12n +2n +1 +17 = 60
14n =42
n=3
8. Виводимо формулу одноатомного насиченого спирту:
С3Н7OH
Відповідь: для реакції використали пропанол (С3Н7OH)
12n +2n +1 +17 = 60
14n =42
n=3
8. Виводимо формулу одноатомного насиченого спирту:
С3Н7OH
Відповідь: для реакції використали пропанол (С3Н7OH)
Приклад №2
Для каталітичного гідрування алкіну невідомого складу потрібно використати 1,7 л водню (н.у.). Така ж сама маса вуглеводню під час взаємодії з бромом утворює 15,24 г тетраброміду з розгалуженим карбоновим скелетом. Визначте формулу алкіну.
Дано: Розв’язання:
V(H2) = 1,7 л 1. Складаємо рівняння відповідних реакцій:
m(СnH2n-2Br4) = 15,24г СnH2n-2 + 2H2 СnH2n+2
СnH2n-2 + 2Br2 СnH2n-2Br4
СnH2n – ? 2. Обчислимо кількість речовини водню
що вступив у реакцію каталітичного
гідрування алкіну :
Для каталітичного гідрування алкіну невідомого складу потрібно використати 1,7 л водню (н.у.). Така ж сама маса вуглеводню під час взаємодії з бромом утворює 15,24 г тетраброміду з розгалуженим карбоновим скелетом. Визначте формулу алкіну.
Дано: Розв’язання:
V(H2) = 1,7 л 1. Складаємо рівняння відповідних реакцій:
m(СnH2n-2Br4) = 15,24г СnH2n-2 + 2H2 СnH2n+2
СnH2n-2 + 2Br2 СnH2n-2Br4
СnH2n – ? 2. Обчислимо кількість речовини водню
що вступив у реакцію каталітичного
гідрування алкіну :
3. Обчислимо кількість речовини брому, що вступив у реакцію:
υ(Br2)= 0,076 моль
4. Обчислимо масу брому:
m(Br2) = М υ = 160 г/моль 0,076 моль = 12,16 г
5. Обчислимо масу алкіну:
m(СnH2n-2) = m(СnH2n-2Br4) – m(Br2) = 15,24 – 12,16 = 3,08 г
6. Обчислюємо кількість речовини алкіну за рівнянням реакції приєднання брому:
υ(СnH2n-2) = υ(Br2)/2 = 0,076/2 = 0,038 моль
7. Обчислюємо молярну масу алкіну:
υ(Br2)= 0,076 моль
4. Обчислимо масу брому:
m(Br2) = М υ = 160 г/моль 0,076 моль = 12,16 г
5. Обчислимо масу алкіну:
m(СnH2n-2) = m(СnH2n-2Br4) – m(Br2) = 15,24 – 12,16 = 3,08 г
6. Обчислюємо кількість речовини алкіну за рівнянням реакції приєднання брому:
υ(СnH2n-2) = υ(Br2)/2 = 0,076/2 = 0,038 моль
7. Обчислюємо молярну масу алкіну:
8. Обчислюємо число атомів Карбону в алкіні:
12n + 2n – 2 = 82
14n = 84
n=6
9. Виводимо формулу алкіну:
С6H10
Відповідь: формула алкіну С6H10 (гексин)
12n + 2n – 2 = 82
14n = 84
n=6
9. Виводимо формулу алкіну:
С6H10
Відповідь: формула алкіну С6H10 (гексин)
Приклад №3
Внаслідок нагрівання насиченого одноатомного спирту з концентрованою йодидноюкислотою утворилась сполука, в якій масова частка йоду становить 74,7%. Визначте формулу одноатомного спирту.
Дано: Розв’язання:
СnH2n+1OH СnH2n+1OH + НI → СnH2n+1I + H2O
ω(I) = 74,7% Mr(СnH2n+1I) = 14n + 128
СnH2n+1OH – ?
Внаслідок нагрівання насиченого одноатомного спирту з концентрованою йодидноюкислотою утворилась сполука, в якій масова частка йоду становить 74,7%. Визначте формулу одноатомного спирту.
Дано: Розв’язання:
СnH2n+1OH СnH2n+1OH + НI → СnH2n+1I + H2O
ω(I) = 74,7% Mr(СnH2n+1I) = 14n + 128
СnH2n+1OH – ?
74,7 (14n + 128) = 12700
1045,8n + 9561,6 = 12700
1045,8n = 3138,4
; С3Н7ОН
Відповідь: Формула спирту С3Н7ОН (пропанол)
1045,8n + 9561,6 = 12700
1045,8n = 3138,4
; С3Н7ОН
Відповідь: Формула спирту С3Н7ОН (пропанол)
Приклад №4
Маса продукту приєднання гідроген броміду до вуглеводню етиленового ряду виявилась у 2,929 раза більшою за масу вихідного вуглеводню.
Визначте формулу етиленового вуглеводню.
Дано: Розв’язання:
m(CnH2n) ×2,929 = 1. Складаємо рівняння реакції:
m(CnH2n+1Br) CnH2n + НBr CnH2n+1Br
CnH2n – ? 2. Приймаємо m(CnH2n) за х, згідно умови m(CnH2n+1Br)=2,929 х
Маса продукту приєднання гідроген броміду до вуглеводню етиленового ряду виявилась у 2,929 раза більшою за масу вихідного вуглеводню.
Визначте формулу етиленового вуглеводню.
Дано: Розв’язання:
m(CnH2n) ×2,929 = 1. Складаємо рівняння реакції:
m(CnH2n+1Br) CnH2n + НBr CnH2n+1Br
CnH2n – ? 2. Приймаємо m(CnH2n) за х, згідно умови m(CnH2n+1Br)=2,929 х
3. Складаємо співвідношення за кількістю речовин реагентів і продуктів реакції:
υ(CnH2n)= υ(CnH2n+1Br)
4. Визначаємо молярні маси реагентів і продуктів реакції:
М(CnH2n)=12n +2n = 14n
M(CnH2n+1Br)=14n+81
5. Визначаємо кількості речовин:
υ(CnH2n)= υ(CnH2n+1Br)
4. Визначаємо молярні маси реагентів і продуктів реакції:
М(CnH2n)=12n +2n = 14n
M(CnH2n+1Br)=14n+81
5. Визначаємо кількості речовин:
6. Встановлюємо кількість атомів Карбону у сполуках за пропорцією:
n=3
Отже, у молекулі етиленового вуглеводню 3 атоми Карбону та 6 атомів Гідрогену. Формула вуглеводню C3H6 – пропен.
Відповідь: Формула етиленового вуглеводню C3H6 ( пропен).
n=3
Отже, у молекулі етиленового вуглеводню 3 атоми Карбону та 6 атомів Гідрогену. Формула вуглеводню C3H6 – пропен.
Відповідь: Формула етиленового вуглеводню C3H6 ( пропен).
Приклад №5
В результаті дії натрію на 13,8г суміші етилового спирту і одноосновної органічної кислоти виділяється 3,36л газу, а в результаті дії на таку ж саму суміш насиченого розчину гідроген карбонату натрію – 1,12л газу. Визначте будову органічної кислоти .
Дано: Розв’язання:
mсум.(СnH2n+1COOH; 1. Складаємо рівняння реакції взаємодії
C2H5OH) = 13,8 г органічної кислоти та натрій гідроген
V1 заг.(газу) = 3,36 л карбонату:
V2 (газу) =1,12 л СnH2n+1COOH + NaHCO3 СnH2n+1COONa+
Na, NaHCO3 + H2O + CO2
СnH2n+1COOH – ? Висновок виділяється вуглекислий газ
ω(СnH2n+1COOH) – ? об’ємом 1,12 л
ω(C2H5OH) – ?
В результаті дії натрію на 13,8г суміші етилового спирту і одноосновної органічної кислоти виділяється 3,36л газу, а в результаті дії на таку ж саму суміш насиченого розчину гідроген карбонату натрію – 1,12л газу. Визначте будову органічної кислоти .
Дано: Розв’язання:
mсум.(СnH2n+1COOH; 1. Складаємо рівняння реакції взаємодії
C2H5OH) = 13,8 г органічної кислоти та натрій гідроген
V1 заг.(газу) = 3,36 л карбонату:
V2 (газу) =1,12 л СnH2n+1COOH + NaHCO3 СnH2n+1COONa+
Na, NaHCO3 + H2O + CO2
СnH2n+1COOH – ? Висновок виділяється вуглекислий газ
ω(СnH2n+1COOH) – ? об’ємом 1,12 л
ω(C2H5OH) – ?
2. Визначаємо кількості речовин вуглекислого газу і органічної
кислоти за рівнянням реакції:
υ(CO2) = υ.(СnH2n+1COOH)
υ(СnH2n+1COOH) = 0,05 моль
= 0,05 моль
3. При взаємодії натрію як з органічною кислотою так і спиртом виділяється водень:
V1 заг.(Н2) = 3,36л;
кислоти за рівнянням реакції:
υ(CO2) = υ.(СnH2n+1COOH)
υ(СnH2n+1COOH) = 0,05 моль
= 0,05 моль
3. При взаємодії натрію як з органічною кислотою так і спиртом виділяється водень:
V1 заг.(Н2) = 3,36л;
4. Складаємо рівняння реакції взаємодії органічної кислоти з натрієм:
2СnH2n+1COOH + 2Na 2СnH2n+1COONa + H2
З попередніх розрахунків υ(СnH2n+1COOH) складає 0,05 моль, отже υ1(Н2) за рівнянням реакції дорівнює 0,025 моль:
υ2(Н2) = – υ1(Н2) = 0,15моль – 0,025 моль = 0,125 моль
5. Складаємо рівняння реакції етилового спирту з натрієм:
2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2
Відповідно υ(Н2) в даній реакції дорівнює υ2(Н2) = 0,125 моль, а за рівнянням υ(C2H5OH) = 0,25 моль
6. Знаходимо маси речовин у суміші:
m(C2H5OH) = M(C2H5OH) × υ(C2H5OH) = 46 г/моль × 0,25 моль =
= 11,5 г
Масу СnH2n+1COOH визначаємо за різницею маси суміші та маси спирту:
m(СnH2n+1COOH) = 13,8 г – 11,5 г = 2,3 г
7. Визначаємо молярну масу органічної кислоти:
2СnH2n+1COOH + 2Na 2СnH2n+1COONa + H2
З попередніх розрахунків υ(СnH2n+1COOH) складає 0,05 моль, отже υ1(Н2) за рівнянням реакції дорівнює 0,025 моль:
υ2(Н2) = – υ1(Н2) = 0,15моль – 0,025 моль = 0,125 моль
5. Складаємо рівняння реакції етилового спирту з натрієм:
2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2
Відповідно υ(Н2) в даній реакції дорівнює υ2(Н2) = 0,125 моль, а за рівнянням υ(C2H5OH) = 0,25 моль
6. Знаходимо маси речовин у суміші:
m(C2H5OH) = M(C2H5OH) × υ(C2H5OH) = 46 г/моль × 0,25 моль =
= 11,5 г
Масу СnH2n+1COOH визначаємо за різницею маси суміші та маси спирту:
m(СnH2n+1COOH) = 13,8 г – 11,5 г = 2,3 г
7. Визначаємо молярну масу органічної кислоти:
8. Обчислюємо кількість атомів Карбону в органічній кислоті:
= 12n+2n +46 = 46
Висновок: вуглеводневий радикал у формулі даної органічної кислоти замінено містить тільки один атом Гідрогену. Отже, формула органічної кислоти НСООН
Відповідь: Формула одноосновної органічної кислоти НСООН (метанова або мурашина кислота)
= 12n+2n +46 = 46
Висновок: вуглеводневий радикал у формулі даної органічної кислоти замінено містить тільки один атом Гідрогену. Отже, формула органічної кислоти НСООН
Відповідь: Формула одноосновної органічної кислоти НСООН (метанова або мурашина кислота)
Приклад №6
При кількісній міжмолекулярній дегідратації суміші двох одноатомних насичених спиртів невідомої будови виділилось 13,4 г води й утворилось 66г суміші трьох органічних речовин з однаковими кількостями речовин. Відомо, що речовини належать до одного й того ж класу органічних сполук. Визначте склад вихідних спиртів.
Дано: Розв’язання:
mсум.(3 етерів) = 66г 1) Складаємо рівняння реакції дегідратації суміші 2-х одноатомних
m(H2O) = 13,5г спиртів:
Склад вихідних R-OH + R´ – OH R-O-R´ + H2O
спиртів – ? 2) Знаходимо кількість речовини Н2О:
При кількісній міжмолекулярній дегідратації суміші двох одноатомних насичених спиртів невідомої будови виділилось 13,4 г води й утворилось 66г суміші трьох органічних речовин з однаковими кількостями речовин. Відомо, що речовини належать до одного й того ж класу органічних сполук. Визначте склад вихідних спиртів.
Дано: Розв’язання:
mсум.(3 етерів) = 66г 1) Складаємо рівняння реакції дегідратації суміші 2-х одноатомних
m(H2O) = 13,5г спиртів:
Склад вихідних R-OH + R´ – OH R-O-R´ + H2O
спиртів – ? 2) Знаходимо кількість речовини Н2О:
За рівнянням υ (Н2О) = υ(R-O-R´)
υ(R-O-R´) = 0,75 моль
3) Визначаємо молярну масу суміші вуглеводневих радикалів, що входять до складу етерів:
M(R-O-R´) г/моль
M(R;R´) =M(R-O-R´) – M(O) = 88 – 16 = 72 г/моль
4) Виводимо вираз для визначення сумарної кількості атомів Карбону у продуктах реакції:
R = CnH2n+1
M(CnH2n+1) = 72 г/моль
12n + 2n = 72
14n = 72
n = 5
Отже, загальна кількість атомів Карбону у суміші вихідних спиртів 5.
Відповідь:
1 суміш С2Н5ОН – етанол
С3Н7ОН – пентанол
2 суміш СН3ОН – метанол
С4Н9ОН – бутанол
3 суміш СН3ОН – метанол
С4Н9ОН – ізобутанол
υ(R-O-R´) = 0,75 моль
3) Визначаємо молярну масу суміші вуглеводневих радикалів, що входять до складу етерів:
M(R-O-R´) г/моль
M(R;R´) =M(R-O-R´) – M(O) = 88 – 16 = 72 г/моль
4) Виводимо вираз для визначення сумарної кількості атомів Карбону у продуктах реакції:
R = CnH2n+1
M(CnH2n+1) = 72 г/моль
12n + 2n = 72
14n = 72
n = 5
Отже, загальна кількість атомів Карбону у суміші вихідних спиртів 5.
Відповідь:
1 суміш С2Н5ОН – етанол
С3Н7ОН – пентанол
2 суміш СН3ОН – метанол
С4Н9ОН – бутанол
3 суміш СН3ОН – метанол
С4Н9ОН – ізобутанол
Список використаної літератури
1. Березан О.В. Органічна хімія: навч. посіб. – Тернопіль : Підручники і посібники, 2012. – 208 с.
2. Кузьменко М.Є., Єрьомін В.В. Хімія. 2400 для школярів та абітурієнтів / Пер. з рос. – Тернопіль: Навчальна книга – Богдан, 2001. – 560 с.
3. Боєчко Ф.Ф, та ін..Органічна хімія: Проб. підруч. для 10-11 класів (шкіл) хімічних профілів та класів (шкіл) з поглибленим вивченням предмета / Ф.Ф. Боєчко, В.М. Найдан, А.К. Грабовий. – К.: Вища шк., 2001. – 398 с.
1. Березан О.В. Органічна хімія: навч. посіб. – Тернопіль : Підручники і посібники, 2012. – 208 с.
2. Кузьменко М.Є., Єрьомін В.В. Хімія. 2400 для школярів та абітурієнтів / Пер. з рос. – Тернопіль: Навчальна книга – Богдан, 2001. – 560 с.
3. Боєчко Ф.Ф, та ін..Органічна хімія: Проб. підруч. для 10-11 класів (шкіл) хімічних профілів та класів (шкіл) з поглибленим вивченням предмета / Ф.Ф. Боєчко, В.М. Найдан, А.К. Грабовий. – К.: Вища шк., 2001. – 398 с.
Немає коментарів:
Дописати коментар