Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Тип 33 № 48
Cложный эфир массой 30 г подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 34 г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 16 г спирта. Установите молекулярную формулу этого эфира.
2
Некоторый сложный эфир массой 7,4 г подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 9,8 г калиевой соли предельной одноосновной кислоты и 3,2 г спирта. Установите молекулярную формулу этого эфира.
3
При полном сгорании углеводорода образовалось 27 г воды и 33,6 л (н. у.). Относительная плотность углеводорода по аргону равна 1,05. Установите его молекулярную формулу.
4
Определите молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, если молярная масса продукта его реакции с избытком бромоводорода в 4 раза больше, чем молярная масса исходного углеводорода.
5
При сгорании 0,45 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н. у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н. у.) азота. Плотность исходного газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу этого вещества.
Пройти тестирование по этим заданиям
Задачи 35 из реального ЕГЭ по химии-2021, все задачи на определение формулы из реального экзамена ЕГЭ по химии, задания 35 из реального ЕГЭ 2021 (основная волна и резервные дни — 30 мая 2021 года) с текстовыми решениями и ответами.
1. Вещество А содержит 37,5% углерода, 1,56% водорода, 35,94% натрия по массе, остальное – кислород. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида натрия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б не находятся у соседних атомов углерода. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия.
Общая формула вещества А — CxHyOzNam
ω(O) = 100 — 37,5 — 1,56 — 35,94 = 25%
x : y : z : m = 37,5 / 12 : 1,56 / 1 : 25 / 16 : 35,94 / 23 = 2 : 1 : 1 : 1 = 6 : 3 : 3 : 3
Молекулярная формула вещества А — C6H3O3Na3
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции:
2. Вещество А содержит 30% углерода, 1,25% водорода, 48,75% калия по массе, остальное – кислород. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида калия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б не находятся у соседних атомов углерода. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида калия.
Общая формула вещества А — CxHyOzKm
ω(O) = 100 — 30 — 1,25 — 48,75 = 20%
x : y : z : m = 30 / 12 : 1,25 / 1 : 20 / 16 : 48,75 / 39 = 2 : 1 : 1 : 1 = 6 : 3 : 3 : 3
Молекулярная формула вещества А — C6H3O3K3
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции:
3. Вещество А содержит 47,52% углерода, 6,93% азота, 39,60% брома по массе и водород. Вещество А образуется при действии бромэтана на азотсодержащее вещество Б. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и бромэтана.
Общая формула вещества А — СxHyNzBrm
ω(H) = 100 — 47,52 — 6,93 — 36,90 = 5,95%
х : y : z : m = 47,52 / 12 : 5,95 / 1 : 6,93 / 14 : 39,6 / 80 = 3,96 : 5,95 : 0,495 : 0, 495 = 8 : 12 : 1 : 1
Молекулярная формула вещества А — C8H12NBr
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества А:
4. При сгорании органического вещества А массой 3,03 г получили 3,136 л (н.у.) углекислого газа, 448 мл (н.у.) хлороводорода, 224 мл (н.у.) азота и 3,06 г воды. Вещество А образуется при действии хлорэтана на азотсодержащее вещество Б, молекула которого содержит четвертичный атом углерода. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и хлорэтана.
n(CO2) = 3,136 / 22,4 = 0,14 моль; n(C) = 0,14 моль
n(HCl) = 0,448 / 22,4 = 0,02 моль; n(Cl) = 0,02 моль
n(N2) = 0,224 / 22,4 = 0,01 моль ; n(N) = 0,02 моль
n(H2O) = 3,06 / 18 = 0,17 моль; n(H) = 0,17 · 2 + 0,02 = 0,36 моль
m(O) = 3,03 — 0,14 · 12 — 0,02 · 35,5 — 0,02 · 14 — 0,36 · 1 = 0
Вещество А не содержит кислорода.
Молекулярная формула вещества А — C7H18NCl
Структурная формула вещества А :
Уравнение реакции получения вещества А:
5. При сгорании органического вещества А массой 2,87 г получили 3,136 л (н.у.) углекислого газа, 448 мл (н.у.) хлороводорода, 224 мл (н.у.) азота и 1,62 г воды. Вещество А образуется при действии хлорметана на азотсодержащее вещество Б. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и хлорметана.
n(CO2) = 3,136 / 22,4 = 0,14 моль; n(C) = 0,14 моль
n(HCl) = 0,448 / 22,4 = 0,02 моль; n(Cl) = 0,02 моль
n(N2) = 0,224 / 22,4 = 0,01 моль; n(N) = 0,02 моль
n(H2O) = 1,62 / 18 = 0,09 моль; n(H) = 0,09 · 2 + 0,02 = 0,2 моль
m(O) = 2,87 — 0,14 · 12 — 0,02 · 35,5 — 0,02 · 14 — 0,2 · 1 = 0 г
Вещество А не содержит кислорода.
Молекулярная формула вещества А — C7H10NCl.
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества А:
6. При сгорании органического вещества А массой 6,975 г получили 5,5 г углекислого газа и 3,36 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе вещества А в присутствии гидроксида калия образуется органическая соль Б, не содержащая атомов хлора. Молекула вещества А содержит четвертичный атом углерода. Напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии гидроксида калия.
n(CO2) = 5,5 / 44 = 0,125 моль; n(C) = 0,125 моль
n(HCl) = 3,36 / 22,4 = 0,15 моль; n(Cl) = 0,15 моль
n(H) = 0,15 моль
m(O) = 6,975 — 0,125 · 12 — 0,15 · 35,5 — 0,15 · 1 = 0 г
Вещество А не содержит кислорода.
Молекулярная формула вещества А — C5H6Cl6.
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества Б:
7. При сгорании органического вещества А массой 13,95 г получили 5,6 л (н.у.) углекислого газа и 6,72 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе вещества А в присутствии гидроксида натрия образуется органическая соль Б, не содержащая атомов хлора. Молекула вещества А содержит четвертичный атом углерода. Напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии гидроксида натрия.
n(CO2) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль; n(C) = 0,25 моль
n(HCl) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль; n(Cl) = 0,3 моль
n(H) = 0,3 моль
m(O) = 13,95 — 0,25 · 12 — 0,3 · 35,5 — 0,3 · 1 = 0 г
Вещество А не содержит кислорода.
Молекулярная формула вещества А — C5H6Cl6.
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества Б:
8. При сгорании органического вещества А массой 27,3 г получили 19,8 г углекислого газа и 13,44 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе вещества А в присутствии гидроксида калия образуется органическое вещество Б, которое взаимодействует при нагревании с гидроксидом меди(II) в молярном соотношении 1 : 4. Напишите уравнение реакции гидролиза вещества А в присутствии гидроксида калия.
n(CO2) = 19,8 / 44 = 0,45 моль; n(C) = 0,45 моль
n(HCl) =13,44 / 22,4 = 0,6 моль; n(Cl) = 0,6 моль
n(H) = 0,6 моль
m(O) = 27,3 — 0,45 · 12 — 0,6 · 35,5 — 0,6 · 1 = 0 г
Вещество А не содержит кислорода.
Молекулярная формула вещества А — C3H4Cl4.
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества Б:
9. Вещество А содержит 45,71% углерода, 30,48% кислорода, 21,9% натрия по массе и водород. При нагревании вещества А с избытком гидроксида натрия образуется органическое вещество Б, которое не обесцвечивает бромную воду. Известно, что функциональные группы в веществе А максимально удалены друг от друга. Напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании вещества А с избытком гидроксида натрия.
Общая формула вещества А — СxHyNazOm
ω(H) = 100 — 45,71 — 30,48 — 21,9 = 1,91%
х : y : z : m = 45,71 / 12 : 1,91 / 1 : 21,9 / 23 : 30,48 / 16 = 3,81 : 1,91 : 0,95 : 1,91 = 4 : 2 : 1 : 2
Молекулярная формула вещества А — C8H4Na2O4
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества Б:
10. Вещество А содержит 34,09% углерода, 36,36% кислорода, 26,14% натрия по массе и водород. При нагревании вещества А с избытком гидроксида натрия образуется органическое вещество Б, молекула которого содержит только вторичный и первичные атомы углерода. Вещество А содержит четвертичный атом углерода. Напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании вещества А с избытком гидроксида натрия.
Общая формула вещества А — СxHyNazOm
ω(H) = 100 — 34,09 — 36,36 — 26,14 = 3,41%
х : y : z : m = 34,09 / 12 : 3,41 / 1 : 26,14 / 23 : 36,36 / 16 = 2,84 : 3,41 : 1,137 : 2,27 = 2,5 : 3 : 1 : 2
Молекулярная формула вещества А — C5H6Na2O4
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества Б:
11. При сгорании 38,5 г органического вещества получили 92,4 г углекислого газа и 18,9 г воды. Известно, что функциональные группы в молекуле этого вещества находятся у соседних атомов углерода. Напишите уравнение реакции этого вещества с избытком водного раствора гидроксида натрия.
n(CO2) = 92,4 / 44 = 2,1 моль; n(C) = 2,1 моль
n(H2О) =18,9 / 18 = 1,05 моль; n(Н) = 2,1 моль
m(O) = 38,5 — 2,1 · 12 — 2,1 · 1 = 11,2 г
n(O) = 11,2 / 16 = 0,7 моль
Молекулярная формула вещества — C6H6О2.
Структурная формула вещества:
Уравнение реакции вещества с избытком водного раствора гидроксида натрия.:
12. Вещество А содержит 2,6% водорода, 20,78% кислорода, 29,87% натрия по массе, остальное – углерод. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида натрия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б находятся у соседних атомов углерода. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия.
Общая формула вещества А — СxHyNazOm
ω(С) = 100 — 2,6 — 20,78 — 29,87 = 53,25%
х : y : z : m = 46,75 / 12 : 2,6 / 1 : 29,87 / 23 : 20,78 / 16 = 3,9 : 2,6 : 1,3 : 1,3 = 3 : 2 : 1 : 1
Молекулярная формула вещества А — C6H4Na2O2
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества А:
13. Вещество А содержит 46,75% углерода, 20,78% кислорода, 29,87% натрия по массе, остальное – водород. Вещество А образуется при обработке избытком раствора гидроксида натрия вещества Б без нагревания. Известно, что функциональные группы в молекуле вещества Б максимально удалены друг от друга. Напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и гидроксида натрия.
Общая формула вещества А — СxHyNazOm
ω(H) = 100 — 46,75 — 20,78 — 29,87 = 2,6%
х : y : z : m = 46,75 / 12 : 2,6 / 1 : 29,87 / 23 : 20,78 / 16 = 3,9 : 2,6 : 1,3 : 1,3 = 3 : 2 : 1 : 1
Молекулярная формула вещества А — C6H4Na2O2
Структурная формула вещества А:
Уравнение реакции получения вещества А:
14. При сгорании 12,11 г органического вещества получили 18,48 г углекислого газа, 5,67 г бромоводорода и 2,52 г воды. Известно, что функциональные группы в молекуле этого вещества находятся у соседних атомов углерода. Напишите уравнение реакции этого вещества с избытком водного раствора гидроксида натрия без нагревания.
n(CO2) = 18,48 / 44 = 0,42 моль; n(C) = 0,42 моль
n(HBr) = 5,67 / 81 = 0,07 моль; n(Br) = 0,07 моль
n1(H) = 0,07 моль
n(H2O) = 2,52 / 18 = 0,14 моль; n2(H) = 0,28 моль
n(H) = 0,07 + 0,28 = 0,35 моль
m(O) = 12,11 — 0,42 · 12 — 0,07 · 80 — 0,35 · 1 = 1,12 г
n(O) = 1,12 / 16 = 0,07 моль
Молекулярная формула вещества — C6H5BrO.
Структурная формула вещества:
Уравнение реакции взаимодействия вещества с раствором гидроксида натрия:
15. При сгорании 5,19 г органического вещества получили 4,032 л (н.у.) углекислого газа, 2,43 г бромоводорода и 1,08 г воды. Известно, что функциональные группы в молекуле этого вещества максимально удалены друг от друга. Напишите уравнение реакции этого вещества с избытком водного раствора гидроксида калия без нагревания.
n(CO2) = 4,032 / 22,4 = 0,18 моль; n(C) = 0,18 моль
n(HBr) = 2,43 / 81 = 0,03 моль; n(Br) = 0,03 моль
n1(H) = 0,03 моль
n(H2O) = 1,08 / 18 = 0,06 моль; n2(H) = 0,12 моль
n(H) = 0,03 + 0,12 = 0,15 моль
m(O) = 5,19 — 0,18 · 12 — 0,03 · 80 — 0,15 · 1 = 0,48 г
n(O) = 0,48 / 16 = 0,03 моль
Молекулярная формула вещества — C6H5BrO.
Структурная формула вещества:
Уравнение реакции взаимодействия вещества с раствором гидроксида калия:
-
Типы задач в задании 33.
-
Необходимые теоретические сведения.
-
Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его состав.
-
Определение формул веществ по продуктам сгорания.
-
Определение формул веществ по химическим свойствам.
-
Задачи для самостоятельного решения.
-
Часть 1. Определение формулы вещества по составу.
-
Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.
-
Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.
-
Дополнение по определению структурной формулы:
-
Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.
Автор статьи — профессиональный репетитор О. В. Овчинникова.
Задача 33 на ЕГЭ по химии — это определение формулы органического вещества. Часто выпускники теряют баллы на этой задаче. Причин несколько:
- Некорректное оформление;
- Решение не математическим путем, а методом перебора;
- Неверно составленная общая формула вещества;
- Ошибки при написании требуемых уравнений реакций с участием найденного вещества.
к оглавлению ▴
Типы задач в задании 33.
- 1. Определение молекулярной формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества, а затем его структурной формулы по химическим свойствам;
- 2. Определение молекулярной формулы вещества по продуктам сгорания, а затем его структурной формулы по химическим свойствам.
Стоит отметить, что во всех подобных заданиях ЕГЭ требуется написать уравнение реакции, в котором принимает участие искомое вещество. Так что знание реакций тоже необходимо.
к оглавлению ▴
Необходимые теоретические сведения.
- Массовая доля элемента в веществе.
Массовая доля элемента — это его содержание в веществе в процентах по массе.
Например, в веществе состава содержится атома углерода и атома водорода. Если взять молекулу такого вещества, то его молекулярная масса будет равна: а.е.м. и там содержится а.е.м. углерода.Чтобы найти массовую долю углерода в этом веществе, надо его массу разделить на массу всего вещества:
или
Если вещество имеет общую формулу , то массовые доли каждого их атомов так же равны отношению их массы к массе всего вещества. Масса атомов равна , масса атомов , масса атомов кислорода
Тогда
Если записать эту формулу в общем виде, то получится следующее выражение:
Массовая доля атома Э в веществе = Атомная масса атома Э • число атомов Э в молекуле Аr(Э) • z —————— Mr(вещ.) Молекулярная масса вещества - Молекулярная и простейшая формула вещества.Молекулярная (истинная) формула — формула, в которой отражается реальное число атомов каждого вида, входящих в молекулу вещества.
Например, — истинная формула бензола.
Простейшая (эмпирическая) формула — показывает соотношение атомов в веществе.
Например, для бензола соотношение , т.е. простейшая формула бензола — .
Молекулярная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей.Примеры.
Вещество Молекулярная формула Соотношение атомов Простейшая формула Этанол Бутен Уксусная кислота Если в задаче даны только массовые доли элементов, то в процессе решения задачи можно вычислить только простейшую формулу вещества. Для получения истинной формулы в задаче обычно даются дополнительные данные — молярная масса, относительная или абсолютная плотность вещества или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.
- Относительная плотность газа по газу
Относительная плотность — это величина, которая показывает, во сколько раз газ тяжелее газа . Её рассчитывают как отношение молярных масс газов и :
Часто для расчетов используют относительные плотности газов по водороду и по воздуху.
Относительная плотность газа по водороду:
Воздух — это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу. Её величина принята за г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
Поэтому: - Абсолютная плотность газа при нормальных условиях.Абсолютная плотность газа — это масса л газа при нормальных условиях. Обычно для газов её измеряют в г/л.
Если взять моль газа, то тогда:
,
а молярную массу газа можно найти, умножая плотность на молярный объём.
- Общие формулы веществ разных классов.
Часто для решения задач с химическими реакциями удобно пользоваться не обычной общей формулой, а формулой, в которой выделена отдельно кратная связь или функциональная группа.
Класс органических веществ Общая молекулярная формула Формула с выделенной кратной связью и функциональной группой Алканы — Алкены Алкины Диены — Гомологи бензола Предельные одноатомные спирты Многоатомные спирты Предельные альдегиды Кетоны Фенолы Предельные карбоновые кислоты Сложные эфиры Амины Аминокислоты (предельные одноосновные)
к оглавлению ▴
Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его состав.
Решение таких задач состоит из двух частей:
-
Пример 1.
Определить формулу вещества, если оно содержит и и имеет относительную плотность по воздуху, равную .
Решение примера 1.
- Пусть масса вещества равна г. Тогда масса будет равна г, а масса г.
- Найдём количество вещества каждого атома:
моль,
моль.
- Определяем мольное соотношение атомов и :
(сократим оба числа на меньшее) (домножим на )
Таким образом, простейшая формула . Однако вещества с такой формулой не существует. Для нахождения молекулярной формулы нам потребуется домножать простейшую формулу на небольшие числа: 2, 3 и т. п. Например при домножении эмпирической формулы на 2 мы получаем алкан, имеющий в своём составе 8 атомов углерода: .
Чтобы проверить, правильна ли найденная нами формула, необходимо использовать дополнительные данные, которые всегда указаны в задаче. Это могут быть либо химические свойства вещества, либо информация, позволяющая вычислить его молярную массу. В данном случае дана относительная плотность соединения по воздуху. - По относительной плотности рассчитаем молярную массу:
г/моль.
Молярная масса, соответствующая простейшей формуле г/моль, это в раза меньше истинно молярной массы.
Значит, истинная формула .
Есть гораздо более простой метод решения такой задачи, но, к сожалению, за него не поставят полный балл. Зато он подойдёт для проверки истинной формулы, т.е. с его помощью вы можете проверить своё решение.
Метод 2: Находим истинную молярную массу ( г/моль), а затем находим массы атомов углерода и водорода в этом веществе по их массовым долям.
т.е. число атомов
т.е число атомов
Формула вещества .
-
Пример 2.
Определить формулу алкина с плотностью г/л при нормальных условиях.
Решение примера 2.
Общая формула алкина
Как, имея плотность газообразного алкина, найти его молярную массу? Плотность — это масса литра газа при нормальных условиях.
Так как моль вещества занимает объём л, то необходимо узнать, сколько весят л такого газа:
плотность молярный объём г/л л/моль = г/моль.
Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и :
Значит, алкин имеет формулу
-
Пример 3.
Определить формулу предельного альдегида, если известно, что молекул этого альдегида весят г.
Решение примера 3.
В этой задаче дано число молекул и соответствующая масса. Исходя из этих данных, нам необходимо вновь найти величину молярной массы вещества.
Для этого нужно вспомнить, какое число молекул содержится в моль вещества.
Это число Авогадро: (молекул).
Значит, можно найти количество вещества альдегида:
моль,
и молярную массу:
г/моль.
Далее, как в предыдущем примере, составляем уравнение и находим .
Общая формула предельного альдегида , то есть .
-
Пример 4.
Определить формулу дихлоралкана, содержащего углерода.
Решение примера 4.
Общая формула дихлоралкана: , там атома хлора и атомов углерода.
Тогда массовая доля углерода равна:
число атомов в молекулеатомная масса молекулярная масса дихлоралкана
вещество — дихлорпропан.
к оглавлению ▴
Определение формул веществ по продуктам сгорания.
В задачах на сгорание количества веществ элементов, входящих в исследуемое вещество, определяют по объёмам и массам продуктов сгорания — углекислого газа, воды, азота и других. Остальное решение — такое же, как и в первом типе задач.
-
Пример 5.
мл (н. у.) газообразного предельного нециклического углеводорода сожгли, и продукты реакции пропустили через избыток известковой воды, при этом образовалось г осадка. Какой углеводород был взят?
Решение примера 5.
- Общая формула газообразного предельного нециклического углеводорода (алкана) —
Тогда схема реакции сгорания выглядит так:
Нетрудно заметить, что при сгорании моль алкана выделится моль углекислого газа.
Количество вещества алкана находим по его объёму (не забудьте перевести миллилитры в литры!):
моль.
- При пропускании углекислого газа через известковую воду выпадает осадок карбоната кальция:
Масса осадка карбоната кальция — г, молярная масса карбоната кальция г/моль.
Значит, его количество вещества
моль.
Количество вещества углекислого газа тоже моль.
- Количество углекислого газа в раза больше чем алкана, значит формула алкана .
-
Пример 6.
Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна . При сжигании г этого соединения образуется л углекислого газа (н. у) и г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.
Решение примера 6.
Так как вещество при сгорании превращается в углекислый газ и воду, значит, оно состоит из атомов и, возможно, . Поэтому его общую формулу можно записать как .
- Схему реакции сгорания мы можем записать (без расстановки коэффициентов):
Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород — в воду.
- Находим количества веществ и , и определяем, сколько моль атомов и в них содержится:
моль.
На одну молекулу приходится один атом , значит, углерода столько же моль, сколько .
моль
моль.
В одной молекуле воды содержатся два атома , значит количество водорода в два раза больше, чем воды.
моль.
- Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы и .
г, г
Масса всего вещества г.
, т.е.в данном веществе нет атомов кислорода.
Если бы кислород в данном веществе присутствовал, то по его массе можно было бы найти количество вещества и рассчитывать простейшую формулу, исходя из наличия трёх разных атомов.
- Дальнейшие действия вам уже знакомы: поиск простейшей и истинной формул.
Простейшая формула .
- Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забудьте, что азот состоит из двухатомных молекул и его молярная масса г/моль):
г/моль.
Истиная формула , её молярная масса .
Истинная формула .
-
Пример 7.
Определите молекулярную формулу вещества, при сгорании г которого образовалось г г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по водороду — . Определить молекулярную формулу вещества.
Решение примера 7.
- Вещество содержит атомы и . Так как масса азота в продуктах сгорания не дана, её надо будет рассчитывать, исходя из массы всего органического вещества.
Схема реакции горения: - Находим количества веществ и , и определяем, сколько моль атомов и в них содержится:
- Находим массу азота в исходном веществе.
Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы и .
г,
г
Масса всего вещества г.
г ,
моль.
-
Простейшая формула —
Истинная молярная масса
г/моль.
Она совпадает с молярной массой, рассчитанной для простейшей формулы. То есть это и есть истинная формула вещества.
-
Пример 8.
Вещества содержит и . При сгорании г его выделилось г г , а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна г. Определить формулу вещества.
Решение примера 8.
Формулу заданного вещества можно представить как При его сжигании получается углекислый газ, вода и сернистый газ, который затем превращают в сульфат бария. Соответственно, вся сера из исходного вещества превращена в сульфат бария.
- Находим количества веществ углекислого газа, воды и сульфата бария и соответствующих химических элементов из исследуемого вещества:
моль.
моль.
моль.
моль.
моль.
моль.
- Рассчитываем предполагаемую массу кислорода в исходном веществе:
- Находим мольное соотношение элементов в веществе:
Формула вещества
Надо отметить, что таким образом мы получили только простейшую формулу.
Однако, полученная формула является истинной, поскольку при попытке удвоения этой формулы получается, что на 4 атома углерода, помимо серы и кислорода, приходится 12 атомов Н, а это невозможно.
к оглавлению ▴
Определение формул веществ по химическим свойствам.
-
Пример 9.
Определить формулу алкадиена, если г его могут обесцветить г -го раствора брома.
Решение примера 9.
- Общая формула алкадиенов — .
Запишем уравнение реакции присоединения брома к алкадиену, не забывая, что в молекуле диена две двойные связи и, соответственно, в реакцию с моль диена вступят моль брома:
- Так как в задаче даны масса и процентная концентрация раствора брома, прореагировавшего с диеном, можно рассчитать количества вещества прореагировавшего брома:
г
моль.
- Так как количество брома, вступившего в реакцию, в раза больше, чем алкадиена, можно найти количество диена и (так как известна его масса) его молярную массу:
г/моль.
- Находим формулу алкадиена по его общей формул, выражая молярную массу через :
Это пентадиен .
-
Пример 10.
При взаимодействии г предельного одноатомного спирта с металлическим натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования мл пропена (н. у.). Что это за спирт?
Решение примера 10.
- Формула предельного одноатомного спирта — Здесь удобно записывать спирт в такой форме, в которой легко составить уравнение реакции — т.е. с выделенной отдельно группой .
- Составим уравнения реакций (нельзя забывать о необходимости уравнивать реакции):
- Можно найти количество пропена, а по нему — количество водорода. Зная количество водорода, по реакции находим количество вещества спирта:
- Находим молярную массу спирта и :
Спирт — бутанол .
-
Пример 11.
Определить формулу сложного эфира, при гидролизе г которого выделяется г спирта и г одноосновной карбоновой кислоты.
Решение примера 11.
- Общую формулу сложного эфира, состоящего из спирта и кислоты с разным числом атомов углерода можно представить в таком виде:
Соответственно, спирт будет иметь формулу
,
а кислота
.
Уравнение гидролиза сложного эфира:
- Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и сумма масс продуктов реакции равны.
Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:
= (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = г
моль
Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны моль.
Можно найти их молярные массы:
г/моль,
г/моль.
Получим два уравнения, из которых найдём и :
— уксусная кислота
— этанол.
Таким образом, искомый эфир — это этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат.
-
Пример 12.
Определить формулу аминокислоты, если при действии на г её избытком гидроксида натрия можно получить г натриевой соли этой кислоты.
Решение примера 12.
- Общая формула аминокислоты (если считать, что она не содержит никаких других функциональных групп, кроме одной аминогруппы и одной карбоксильной):
.
Можно было бы записать её разными способами, но для удобства написания уравнения реакции лучше выделять в формуле аминокислоты функциональные группы отдельно.
- Можно составить уравнение реакции этой аминокислоты с гидроксидом натрия:
Количества вещества аминокислоты и её натриевой соли — равны. При этом мы не можем найти массу какого-либо из веществ в уравнении реакции. Поэтому в таких задачах надо выразить количества веществ аминокислоты и её соли через молярные массы и приравнять их:
Легко увидеть, что .
Можно это сделать математически, если принять, что .
.
Это аланин — аминопропановая кислота.
Однако на данном этапе решение задачи не заканчивается. В ней требуется установить и структурную формулу вещества. Вот пример подобного задания:
При сгорании 5,8 г органического вещества образуется 6,72 л углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 2.
Установлено, что это вещество не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра, но каталитически восстанавливается водородом с образованием вторичного спирта и способно окисляться подкисленным раствором перманганата калия до карбоновой кислоты и углекислого газа. На основании этих данных:
1) установите простейшую формулу исходного вещества,
2) составьте его структурную формулу,
3) приведите уравнение реакции его взаимодействия с водородом.
(источник: Типовые тестовые задания по химии, под редакцией Ю. Н. Медведева. 2015 г.)
В первой части задачи в результате вычислений мы находим молекулярную формулу соединения: C3H6O. Затем начинаем путём логических размышлений находить структурную формулу. Общая формула CnH2nO характерна для альдегидов и кетонов, так же возможно предположить спирт: пропен-2-ол-1 (напомним: соединение с гидроксильной группы у атома углерода, образующего двойную связь является неустойчивым). Во-первых, данное вещество не подвергается окислению аммиачным раствором оксида серебра, значит, это не альдегид. Во-вторых, данное вещество каталитически восстанавливается водородом с образованием вторичного спирта, а значит, это не спирт. Единственный оставшийся вариант – кетон, а именно – ацетон. Подтверждает это и возможность окисления соединения кислым перманганатом калия до углекислого газа и карбоновой кислоты. Написание уравнения реакции уже не должно вызвать затруднений.
к оглавлению ▴
Задачи для самостоятельного решения.
Часть 1. Определение формулы вещества по составу.
1–1. Плотность углеводорода при нормальных условиях равна г/л. Массовая доля углерода в нем равна . Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.
1–2. Массовая доля углерода в диамине равна , массовая доля азота равна . Выведите молекулярную формулу диамина.
1–3. Относительная плотность паров предельной двухосновной карбоновой кислоты по воздуху равна . Выведите молекулярную формулу карбоновой кислоты.
1–4. л алкадиена при н.у. имеет массу, равную г. Выведите молекулярную формулу алкадиена.
1–5. (ЕГЭ–2011) Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, кальциевая соль которой содержит кальция.
к оглавлению ▴
Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.
2–1. Относительная плотность паров органического соединения по сернистому газу равна . При сжигании г этого вещества образуется г углекислого газа (н.у.) и г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.
2–2. При сжигании органического вещества массой г в избытке кислорода получили г азота, л (н.у.) и г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится молекул.
2–3. Углекислый газ, полученный при сгорании г углеводорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция и получили г осадка. Выведите простейшую формулу углеводорода.
2–4. При сгорании органического вещества, содержащего и хлор, выделилось л (н.у.) углекислого газа, г воды, г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества.
2–5. (ЕГЭ–2011) При сгорании амина выделилось л (н.у.) углекислого газа, г воды и л азота. Определить молекулярную формулу этого амина.
к оглавлению ▴
Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.
3–1. Определить формулу алкена, если известно, что он г его при присоединении воды образуют г спирта.
3–2. Для окисления г предельного альдегида до кислоты потребовалось г гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида.
3–3. Одноосновная моноаминокислота массой г с избытком бромоводорода образует г соли. Определить формулу аминокислоты.
3–4. При взаимодействии предельного двухатомного спирта массой г с избытком калия выделилось л водорода. Определить формулу спирта.
3–5. (ЕГЭ–2011) При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили г альдегида, г меди и воду. Определить молекулярную формулу этого спирта.
к оглавлению ▴
Дополнение по определению структурной формулы:
Д-1. Дана молекулярная формула: C2H6O. Искомое вещество газообразно при н. у., не реагирует с металлическим натрием и может быть получено дегидратацией спирта. Установите его структурную формулу.
Д-2. Дана молекулярная формула: C3H8O2. Искомое вещество реагирует с натрием, а при дегидратации под действием серной кислоты превращается в соединение, содержащее шестичленный цикл. Установите его структурную формулу.
Д-3. Дана молекулярная формула: C2H7NO. Искомое вещество представляет собой бесцветную, вязкую жидкость с запахом аммиака. Оно реагирует и с натрием, и с азотистой кислотой, причём в обоих случаях выделяется газ. Установите его структурную формулу.
к оглавлению ▴
Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.
1–1.
1–2.
1–3.
1–4.
1–5. — формиат кальция, соль муравьиной кислоты
2–1.
2–2.
2–3. (массу водорода находим, вычитая из массы углеводорода массу углерода)
2–4. (не забудьте, что атомы водорода содержатся не только в воде, но и в )
2–5.
3–1.
3–2.
3–3.
3–4.
3–5.
Д–1.
Д–2.
Д–3.
Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Задача 33 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ.» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из разделов нашего сайта.
Публикация обновлена:
08.03.2023
Определение формулы органического вещества по продуктам сгорания
Алгоритм решения задачи
1-й этап: нахождение простейшей формулы вещества включает следующие операции:
- определить количественный состав вещества, то есть найти массу и количество вещества каждого элемента, содержащееся в определенной порции вещества;
- определить простейшее отношение количеств элементов, то есть найти простейшие индексы;
- составить простейшую формулу вещества и вычислить её молекулярную массу (Мпростейшая);
2-й этап: нахождение истинной формулы:
- определить истинную молекулярную массу (Мистинная) из дополнительных условий;
- найти коэффициент кратности (Мист./Мпрост.) и составить истинную формулу вещества.
Пример
При сгорании 24,6 г вещества образовалось 26,88 л углекислого газа (при н.у.), 9 г воды и 2,24 л азота (при н.у.). 1 литр паров этого вещества (при н.у.) имеет массу 5,491 г. Найдите формулу вещества.
Дано: M(в-ва) = 24,6 г V(CO2) = 26,88 л V(N2) = 2,24 л M(H2O) = 9 г M = 5,491 г V = 1 л CxHyNz(Ow-?) – ? |
Анализ и решение: 1-й этап Так как в составе продуктов сгорания содержатся: — углекислый газ, то есть вещество обязательно имело в своём составе углерод (С); — вода, то есть вещество обязательно имело в своём составе водород (Н); — азот, то есть вещество обязательно имело в своём составе азот (N). Возможно, что в состав вещества входит кислород, так как атомы кислорода могли попасть в молекулы углекислого газа или воды как из простого вещества кислорода при сжигании, так и из сложного органического вещества, если они входили в его состав, поэтому формулу вещества следует выразить формулой CxHyNz (Ow-?), в ко- |
торой обозначение (Оw-?) предполагает необходимость проверки наличия кислорода в составе этого вещества.
- Количество элементов, входящих в состав образца, находим расчётом по схемам превращений:
а) n(CO2) = V1/VM = 26,88/22,4 = 1,2 моль
х моль |
1,2 моль |
|
С |
→ |
СО2 |
1 моль |
1 моль |
х = (1 * 1,2)/1 = 1,2 моль (С);
m(C) = n(C) * M(C) = 1,2 * 12 = 14,4 г (С)
б) n(N2) = Vг/VM = 2,24/22,4 = 0,1 моль,
х моль |
0,1 моль |
|
2N |
→ |
N2 |
2 моль |
1 моль |
x = (2 * 0,1)/1 = 0,2 моль (N);
m(N) = n(N) * M(N) = 0,2 * 14 = 2,8 г (N)
в) n(H2O) = mв-ва/Mв-ва = 9/18 = 0,5 моль,
х моль |
0,5 моль |
|
2Н |
→ |
Н2О |
2 моль |
1 моль |
х = (2 * 0,5)/1 = 1 моль (Н)
m(H) = n(H) * M(H) = 1,0 * 1 = 1,0 г (Н)
г) проверяем, содержится ли в веществе кислород:
m(C) + m(H) + m(N) + m(O) = m(образца)
14,4 + 1,0 + 2,8 + m(O) = 24,6
m(O) = 24,6 – (14,4 + 1,0 + 2,8) = 6,4 г (О), что составляет n(O) = 6,4/16 = 0,4 моль (О).
- Простейшее отношение индексов (простейшая формула):
x : y : z : w = 1,2 : 1 : 0,2 : 0,4 = (1,2/0.2) : (1/0,2) : (0,2/0,2) : (0,4/0,2) = 6 : 5 : 1 : 2.
Простейшая формула вещества: C6H5NO2, и Mпрост. (C6H5NO2) = 123 г/моль.
3-й этап:
- Истинная молярная масса:
Mист. = mrVM/Mв-ва
Мист. = 5,491 * 22,4/1 = 123 г/моль.
- k = Mист./Mпрост., k = 123/123 = 1, истинная формула C6H5NO2.
Задачи
- При сжигании 11,2 г вещества получили 35,2 г оксида углерода (IV) и 14,4 г воды. Относительная плотность по воздуху равна 1,93. Найдите молекулярную формулу вещества.
- При полном сгорании углеводорода образовался оксид углерода (IV) массой 0,88 г и вода массой 0,36 г. Относительная плотность углеводорода по водороду равна 21. Выведите молекулярную формулу углеводорода.
- При сгорании органического вещества массой 6,2 г получили 4,48 л углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров вещества по азоту равна 2,214. Установите молекулярную формулу вещества.
- При полном сгорании органического вещества, не содержащего кислород, получили 4,48 л (н.у) углекислого газа, 3,6 г воды и 2,24 л (н.у.) хлороводорода. Установите молекулярную формулу вещества.
- При сгорании органического вещества массой 2,3 г получили 2,24 л углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров вещества по метану равна 2,875. Установите молекулярную формулу вещества.
- При полном сгорании углеводорода образовалось 8,96 л (н.у.) оксида углерода (IV) и 5,4 г воды. Молярная масса углеводорода в 27 раз больше молярной массы водорода. Определите молекулярную формулу углеводорода.
- При полном сгорании углеводорода образовалось 29 г воды и 33,6 л CO2 (н.у.). Относительная плотность углеводорода по аргону равна 1,05. Определите его молекулярную формулу.
- При сгорании органического соединения массой 7,2 г образовались СО2 массой 9,9 г и вода массой 8,1 г. Плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу этого вещества.
- При полном сгорании 4,6 г газообразного органического вещества получено 8,8 г СО2 и 5,4 г воды. Относительная плотность паров органического вещества по воздуху равна 1,589. Определите молекулярную формулу этого вещества.
- В результате сжигания 1,74 г органического соединения получено 5,58 г смеси СО2 и Н2О. Количество веществ СО2 и Н2О в этой смеси оказались равными. Определите молекулярную формулу органического соединения, если относительная плотность его по кислороду равна 1,8125.
Литературные источники:
1.Кузнецова Н.Е., Лёвкин А.Н. Задачник по химии:10класс: для учащихся общеобразовательных учреждений – М.: Вентана-Граф,2012
2. Химия. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Задания высокого уровня сложности( часть С): учебно-методическое пособие/Под ред.В.Н. Доронькина. – Изд.5-е, исправ. и доп.- Ростов н/Д:Легион,2014
3. Химия.10 класс. Тематические тестовые задания для подготовки к ЕГЭ/ Авт.-сост. Л.И.Асанова, Т.Н. Богданович, О.Н. Вережникова. – Ярославль: Академия развития, 2011
Задача 1
При сгорании органического вещества массой 4,8 г образовалось 3,36 л. CO2 (н.у.) и 5,4 г воды. Плотность паров органического вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества.
Решение:
Продукты сгорания вещества состоят из трех элементов: углерода, водорода, кислорода. При этом очевидно, что в состав этого соединения входил весь углерод, содержащийся в CO2, и весь водород, перешедший в воду. А вот кислород мог присоединиться во время горения из воздуха, а мог и частично содержаться в самом веществе. Для определения простейшей формулы соединения нам необходимо знать его элементный состав. Найдем количество продуктов реакции (в моль):
n(CO2) = V(CO2) / VM = 3,36 л : 22,4 л/моль = 0,15 моль
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 5,4 г : 18 г/моль = 0,3 моль
Следовательно, в состав исходного соединения входило 0,15 моль атомов углерода и 0,6 моль атомов водорода: n(H) = 2n(H2O), так как в одной молекуле воды содержатся два атома водорода. Вычислим их массы по формуле:
m = n х M
m(H) = 0,6 моль х 1 г/моль = 0,6 г
m(С) = 0,15 моль х 12 г/моль = 1,8 г
Определим, входил ли кислород в состав исходного вещества:
m(O) = 4,8 — (0,6 + 1,8) = 2,4 г
Найдем число моль атомов кислорода:
n(O) = m(O) / M(O) = 2,4 г : 16 г/моль = 0,15 моль
Соотношение числа атомов в молекуле исходного органического соединения пропорционально их мольным долям:
n(CO2) : n(H) : n(O) = 0,15 : 0,6 : 0,15 = 1 : 4 : 1
Самую маленькую из этих величин (0,15) принимаем за 1, а остальные делим на нее.
Итак, простейшая формула исходного вещества CH4O. Однако по условию задачи требуется определить молекулярную формулу, которая в общем виде такова: (CH4O)х. Найдем значение x. Для этого сравним молярные массы исходного вещества и его простейшей формулы:
x = M(CH4O)х / M(CH4O)
Зная относительную плотность исходного вещества по водороду, найдем молярную массу вещества:
M(CH4O)х = M(H2) х D(H2) = 2 г/моль х 16 = 32 г/моль
x = 32 г/моль / 32 г/моль = 1
Есть и второй вариант нахождения x (алгебраический):
12x + 4x + 16x = 32; 32 x = 32; x = 1
Ответ: Формула исходного органического вещества CH4O.
Задача 2
В лабораторной установке из 120 л ацетилена (н.у.) получили 60 г бензола. Найдите практический выход бензола.
Решение:
3C2H2 (650 оС, активированный уголь) = C6H6
n(C2H2) = V(C2H2)/ VM = 120 л : 22,4 л/моль = 5,35 моль
n(C6H6)теор = 1/3 х n(C2H2) = 1/3 х 5,35 моль = 1,785 моль
n(C6H6)практ = m(C6H6)/ M(C6H6) = 60 г : 78 г/моль = 0,77 моль
h = (nпракт : nтеор) х 100% = (0,77 : 1,785) х 100% = 43%
Ответ: 43%.
Задача 3
Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия с 96%-ным (по массе) раствором этанола в воде (V = 100 мл, плотность d = 0,8 г/мл).
Решение:
В условии задачи даны количества обоих реагентов — это верный признак того, что какой-нибудь из них находится в избытке. Найдем массу этанола, введенного в реакцию:
m(раствора) = V х d = 100 мл х 0,8 г/мл = 80 г
m(C2H5OH) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,96 = 76,8 г
Найдем заданное количество этанола в моль:
n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 76,84 г : 46 г/моль = 1,67 моль
Поскольку заданное количество натрия составляло 2 моль, натрий в нашей задаче присутствует в избытке. Поэтому объем выделенного водорода будет определяться количеством этанола:
n1(H2) = 1/2 n(C2H5OH) = 1/2 х 1,67 моль = 0,835 моль
V1(H2) = n1(H2) х VM = 0,835 моль х 22,4 л/моль = 18,7 л
Но это еще не окончательный ответ. Будьте внимательны! Вода, содержащаяся в растворе спирта, тоже реагирует с натрием с выделением водорода.
Найдем массу воды:
m(H2O) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,04 = 3,2 г
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 3,2 г : 18 г/моль = = 0,178 моль
Количество натрия, оставшееся неизрасходованным после реакции с этанолом, составит:
n(Na, остаток) = 2 моль — 1,67 моль = 0,33 моль
Таким образом, и по сравнению с заданным количеством воды (0,178 моль) натрий все равно оказывается в избытке.
Найдем количество и объем водорода, выделившегося по реакции:
n2(H2) = 1/2 n(H2O) = 1/2 х 0,178 моль = 0,089 моль
V2(H2) = n2(H2) х VM = 0,089 моль х 22,4 л/моль = 1,99 л
Общий объем водорода:
V(H2) = V1(H2) + V2(H2) = 18,7 л+ 1,99 л = 20,69 л
Ответ: V(H2) = 20,69 л.
Задача 4
Какой объем воздуха (н.у.) потребуется для сжигания смеси, состоящей из 5 л метана и 15 л ацетилена?
Решение:
1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
на 1 моль CH4 — 2 моль 2O2
2) 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
на 2 моль 2C2H2 — 5 моль 2O2
Объем кислорода, который пойдет на сжигание заданного объема метана V1(O2) и ацетилена V2(O2), составит:
V1(O2) = 2V(CH4) = 2 х 5 = 10 л
V2(O2) = 5/2 V(C2H2) = 5/2 х 15 = 37,5 л
V(O2) = V1(O2) + V2(O2) = 10 л + 37,5 л = 47,5 л
Отсюда рассчитаем объем воздуха на сжигание (содержание кислорода в воздухе принимаем равным 21% по объему):
V(воздуха) = V(O2) : 0,21 = 47,5 л : 0,21 = 226 л
Ответ: V(воздуха) = 226 л
Задача 5
Смесь этана и этилена объемом 200 мл (нормальные условия) обесцветила бромную воду массой 25 г. Рассчитайте объемную долю этанола в смеси, если массовая доля брома в бромной воде равна 3,2%.
Решение:
С бромной водой легко взаимодействует только этилен с образованием 1,2 – дибромэтана:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Определяем массу и количество вещества молекулярного брома, содержащегося в бромной воде:
m (Br2) = m*ω(Br2)/100 ;
m (Br2) = 25*3,2/100 = 0,8 г.
n (Br2) =m(Br2)/M(Br2) ;
n (Br2) = 0,8/160 = 0, 005 моль.
Из уравнения реакции следует:
n (C2H4) = n (Br2) ;
n (C2H4) = 0,005 моль.
Вычисляем объем этилена при нормальных условиях:
V (C2H4) = n (C2H4)*Vm ;
V (C2H4) = 0,005*22,4 = 0,112 л = 112 мл.
Рассчитываем объемную долю этилена в исходной газовой смеси:
ω (C2H4) = V(C2H4)/ V( Cсмеси) ;
ω (С2Н4) = 112/200 = 0,56 или 56%.
Ответ: 0,56 или 56%.
Задача 6
Смесь бензола с циклогексеном массой 5 г обесцвечивает бромную воду массой 125 г ( массовая доля брома 3,2 %). Определите массу воды, которая образуется при сжигании в кислороде той же смеси массой 20 г.
Решение:
С бромной водой взаимодействует только один компонент смеси – циклогексен:
C6H10 + Br2 → C6H10Br2 (а)
Определяем массу и количество вещества брома вступившего в реакцию:
m (Br2) = m( бромной воды) *ω (Br2)/100;
m (Br2) = 125*3,2/100 = 4 г ;
n (Br2) = m(Br2)/M(Br2);
n (Br2) = 4/160 = 0,025 моль.
Вычисляем массу и массовую долю циклогексена ( обозначаем его буквой Ц), вступившего в реакцию с бромом. Из уравнения реакции (а) следует
n (Ц) = n(Br2) ;
n(Ц) = 0,025 моль.
Рассчитываем массу и массовую долю циклогексена в смеси:
m(Ц) = n(Ц) * M(Ц);
m(Ц) = 0,025 * 82 = 2,05 г.
ω(Ц) = m(Ц)/m смеси;
ω(Ц) = 0,025/5 = 0,41
Массовая доля бензола (Б) в смеси двух веществ равна
ω(Б) = 1 – ω(Ц);
ω(Б) = 1 – 0,41 = 0,59.
Определяем массу и количество вещества бензола в образце смеси массой m= 20 г.
m*(Б) = m* * ω(Б);
m*(Б) = 20 * 0,59 = 11,8 г;
n*(Б) = m*(Б)/M(Б);
n*(Б) = 11,8/78 = 0,15 моль.
Аналогично для циклогексена получаем:
m*(Ц) = 8,2 г и n*(Ц) = 0,1 моль.
Составляем уравнения реакции горения бензола и циклогексена:
2 C6H6 + 15 O2 → 12 CO2 + 6 H2O (б)
2 C6H10 + 17 O2 → 12 CO2 + 10 H2O (в)
На основании уравнения реакции (б) записываем
n*(Б)/n(H2O) = 2/6 =1/3;
n(H2O) = 3 n*(Б);
n(H2O) = 3*0,15 = 0,45 моль.
Используя уравнение реакции (в) находим
n(H2O) = 5 n(Ц);
n(H2O) = 5 *0,1 =0,5 моль.
Общее количество вещества воды, выделившейся при горении смеси массой 20 г , составляет
n(H2O) = (0,45 + 0,5) = 0,95 моль.
Вычисляем массу полученной воды:
m(H2O) = n(H2O) * M(H2O);
m(H2O) = 0,95 * 18 = 17,1 г.
Ответ: 17,1 г.
Задача 7
При сжигании углеводорода, количество вещества которого равно 0,1 моль, образовались оксид углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 7,2 г. Определите формулу углеводорода.
Решение:
Вычисляем количество вещества оксида углерода (IV), полученного при горении углеводорода:
n(CO2) = V(CO2) / Vm ;
n(CO2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль.
Количество вещества углерода, содержащегося в сожженном образце углеводорода, равно
n(C) = n(CO2);
n(C) = 0,3 моль.
Рассчитываем количество вещества воды, полученной при сжигании углеводорода:
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O);
n(H2O) = 7,2/18 = 0,4 моль.
Определяем количество вещества водорода, содержащегося в образце углеводорода:
n(H) = 2n(H2O);
n(H) = 2*0,4 = 0,8 моль.
Таким образом, образец углеводорода количеством вещества 0,1 моль содержит 0,3 моль углерода и 0,8 моль водорода. Следовательно, 1 моль углеводорода содержит 3 моль углерода и 8 моль водорода. Таким образом, формула углеводорода C3H8. Это пропан.
Ответ: C3H8
Задача 8
Органическое вещество имеет относительную плотность паров по водороду 46. Образец этого вещества массой 13,8 г сожгли, получив оксид углерода (IV) объемом 23,52 л (нормальные условия) и воду массой 10,8 г. Определите формулу органического вещества, учитывая, что оно является ароматическим.
Решение:
Вычисляем молярную массу органического вещества (В), используя относительную плотность его паров по водороду:
M(B) = 2DH2;
M(B) = 2 *46 = 92 г/моль.
Определяем количество вещества В, которое сожгли:
n(B) = m(B)/M(B) ;
n(B) = 13,8/92 = 0,15 моль.
Рассчитываем количество вещества образовавшегося оксида углерода (IV) CO2
n(CO2) = V(CO2)/Vm ;
n(CO2) = 23,54/22,4 = 0,15 моль.
Вычисляем количество вещества углерода в сожженном веществе равно
n(C) = n(CO2);
n(C) = 1,05 моль.
Вычисляем количество вещества воды и количество вещества атомного водорода в сожженном веществе:
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) ;
n(H2O) = 10,8/18 = 0,6 моль.
n(H) = 2n(H2O);
n(H) = 2 * 0,6 = 1,2 моль.
Определяем массу атомных углерода и водорода:
m(C) = n(C)*M(C);
m(C) = 1,05 * 12 = 12,6 г.
m(H) = n(H)*M(H);
m(H) = 1,2 * 1 = 1,2 г.
m(C) + m(H) = (12,6 + 1,2) = 13,8 г.
Сумма масс углерода и водорода равна массе сожженного вещества, следовательно, других элементов оно не содержит. Таким образом, вещество В – ароматический углеводород, формулу которого можно представить в виде CxHy .
Мы определили, что образец CxHy, количество вещества которого равно 0,15 моль, содержит 1,05 моль С и 1,2 моль Н.
Вычисляем коэффициенты x и y.
x = n(C)/n(B); x = 1,05/0,15 = 7;
y = n(H)/n(B); y = 1,2/0,15 = 8;
Ответ: Формула ароматического углеводорода С7Н8 или С6Н5 – СН3. Это толуол.
Задача 9
Этанол объемом 30 мл (плотностью 0,79 г/мл) нагрели с избытком бромида натрия и серной кислоты. Из реакционной среды выделили бромэтан массой 42,3 г. Определите массовую долю выхода бромэтана.
Решение:
При нагревании смеси этанола с бромидом калия и серной кислотой происходят реакции:
2KBr + H2SO4 ↔ 2HBr + K2SO4 (a)
C2H5OH + HBr ↔ C2H5Br + H2O (б)
Вычисляем массу и количество вещества этанола, взятого для реакции:
m(C2H5OH) = V(C2H5OH) * p(C2H5OH);
m(C2H5OH) = 30 * 0,79 = 23,7 г.
n(C2H5OH) = m(C2H5OH)/M(C2H5OH);
n(C2H5OH) = 23,7/46 = 0,515 моль.
Из уравнения (б) следует:
n(C2H5Br) = n(C2H5OH);
n(C2H5Br) = 0,515 моль.
Рассчитываем массу бромэтана, который мог бы образоваться при 100% — ном выходе:
m(C2H5Br) = n(C2H5Br) * M(C2H5Br);
m(C2H5Br) = 0,515 * 109 = 56,1 г.
Вычисляем массовую долю выхода бромэтана:
ω(C2H5Br) = mp(C2H5Br)*100/m(C2H5Br);
ω(C2H5Br) = 42,3 * 100/56,1 = 75,4%.
Ответ: 75,4%.
Задача 10
Как, исходя из этана, получить этилацетат? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Решение:
Бромированием этана вначале получаем бромэтан:
C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr
Проводя гидролиз бромэтана в присутствии щелочи, получаем этанол:
C2H5Br + H2O → C2H5OH + HBr
(щелочь необходима для смещения равновесия в сторону спирта).
Из спирта можно получить альдегид двумя путями:
а) дегидрированием спирта
Cu, t
C2H5OH → CH3CHO + H2
б) окислением спирта
Cu, t
2C2H5OH → 2CH3CHO + 2H2O
Окисляя альдегид (любым окислителем), можно получить уксусную кислоту:
5CH3CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 →
5CH3COOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Сложный эфир – этилацетат – получаем из этанола и уксусной кислоты по реакции этерификации в присутствии катализатора – концентрированной серной кислоты:
H+
С2Н5OH + CH3COOH ↔ C2H5OCOCH3 + H2O.
Задача 11
Одноосновная карбоновая кислота имеет следующий состав: углерод (массовая доля 40,0%), кислород (53,3%), водород (6,7%). Определите формулу этой кислоты. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия (массовая доля NaOH 15% , плотность 1,16 г/мл), который потребуется для нейтрализации образца этой кислоты массой 12 г.
Решение:
Формулу одноосновной карбоновой кислоты можно представить в виде CxHyCOOH или Cx+1Hy+1O2. Выбираем для расчетов образец кислоты массой 100 г. Вычисляем массы и количества вещества С, Н и О в этом образце:
m(C) = m(кислоты) * ω(C)/100;
m(C) = 100*40,0/100 = 40 г.
n(C) = m(C)/M(C);
n(C) = 40/12 = 3,33 моль.
Аналогично получаем, что n(H) = 6,7 моль, n(O) = 3,33 моль.
Коэффициенты в формуле кислоты будут равны:
(x + 1) : (y + 1) : 2 = n(C) : n(H) : n(O);
(x + 1) : (y + 1) : 2 = 3,33 : 6,7 : 3,33 = 2 : 4 : 2.
Отсюда следует, что (x + 1) = 2, x = 1; (y + 1) = 4, y = 3, то есть формула кислоты CH3COOH. Это уксусная кислота.
Записываем уравнение реакции нейтрализации этой кислоты гидроксидом натрия:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Из условия задачи следует, что для нейтрализации взят образец кислоты массой 12 г, то есть m(CH3COOH) = 12 г.
Определяем количество вещества кислоты:
n(CH3COOH) = m(CH3COOH)/M(CH3COOH);
n(CH3COOH) = 12/60 = 0,2 моль
Из уравнения реакции следует:
n(NaOH) = n(CH3COOH);
n(NaOH) =0,2 моль.
Вычисляем массу гидроксида натрия, которая реагирует с кислотой:
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) ;
m(NaOH) = 0,2*40 = 8 г.
Рассчитаем массу и объем раствора NaOH , который потребуется для нейтрализации кислоты:
m = m(NaOH)*100/ω(NaOH) ;
m = 8 * 100/15 = 53,3 г.
V = m/ρ;
V = 53,3/1,16 = 46 мл.
Ответ: 46 мл., CH3COOH
Задача 12
Какой объем 15%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,14 г/мл) потребуется для нейтрализации аминоуксусной кислоты, полученной из 12,8 г карбида кальция?
Решение:
Составляем уравнения реакции синтеза аминоуксусной кислоты из карбида кальция:
а) получение ацетилена из карбида кальция
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
б) получение ацетальдегида (реакция Кучерова)
Hg2+
C2H2 + H2O → CH3COH
в) окисление ацетальдегида любым окислителем
CH3COH + [O] → CH3COOH
г) хлорирование уксусной кислоты
CH3COOH + Cl2 → CH2ClCOOH + HCl
д) взаимодействие хлоруксусной кислоты с аммиаком
CH2ClCOOH + 2NH3 → H2NCH2COOH + NH4Cl
Определяем количество вещества карбида кальция CaC2:
n(CaC2) = m(CaC2)/M(CaC2);
n(CaC2) = 12,8/64 = 0,2 моль.
Из уравнения реакций (а – д) следует, что
n(H2NCH2COOH) = n(CaC2);
n(H2NCH2COOH) = 0,2 моль.
Из уравнения реакции нейтрализации кислоты:
H2NCH2COOH + KOH → H2NCH2COOK + H2O
Следует, что:
n(KOH) = n(H2NCH2COOH) ;
n(KOH) = 0,2 моль
Определяем массу требуемого КОН:
m(KOH) = n(KOH) * M(KOH);
m(KOH) = 0,2 * 56 = 11,2 г.
Вычисляем массу и объем раствора гидроксида калия:
m = m(KOH) * 100/ω(KOH);
m = 11,2 * 100/15 = 74, 67 г.
V = m/ρ ;
V = 74,67/1,14 = 65,5 мл.
Ответ: 65,5 мл.
Задача 13
Как можно получить анилин, исходя из метана и не используя другие органические соединения. Укажите условия протекания реакций.
Решение:
Проводя пиролиз метана, можно получить ацетилен:
t
2CH4 → C2H2 + 3H2
В присутствии угольного катализатора из ацетилена можно получить бензол:
t, C
3С2H2 → C6H6
Под действием нитрирующей смеси ( смесь концентрированных азотной и серной кислот) на бензол образуется нитробензол:
C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
Из нитробензола можно получить анилин по реакции Н.Н. Зинина, используя в качестве восстановителя сульфид аммония , железо в кислой среде или водород в присутствии катализаторов, например:
C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O
Задача 14
Определите молярную массу (гмоль) алкана, содержащего 16 атомов водорода. Составьте структурную формулу. Назовите вещество
Решение:
1) Запишем общую формулу гомологического ряда алканов: СnН2n+2
2) Запишем формулу алкана с 16 атомами водорода:
Если водорода 16 атомов, то углерода соответственно 7.
3) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкана с 16 атомами водорода.
М(С7Н16)= 12*7+16*1=100гмоль
4) Составим структурную формулу:
СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 –СН3
5) Назовем вещество: гептан.
Ответ: 100 г/моль
Задача 15
Молекулярная масса алкина равна 54 .Определите, сколько атомов водорода он содержит? Составьте структурную формулу. Назовите вещество.
Решение:
1) Запишем общую формулу гомологического ряда алкинов: СnН2n-2
2) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкина ,зная что она равна 54.
М=12*n+1*(2n -2);
54=12*n+1*(2n -2);
3 Найдем n:
54= 12 n+2 n-2
14 n=56;
n=4
3) Найдем число атомов водорода в молекуле, если n=4.
Атомов водорода соответственно 6.
4) Составим структурную формулу:
СН≡С — СН2 – СН3
5) Назовем вещество:
Бутин – 1 .
Задача 16
Какими способами можно распознать бутен , бутанол, бутановую кислоту? Составьте план решения, опишите наблюдения, составьте уравнения реакций.
Решение:
1 Рассмотрим функциональные особенности веществ:
а ) бутен СН2=СН – СН2– СН3 относится к ненасыщенным углеводородам, содержащим двойную связь.
б ) бутанол СН3— СН 2– СН2– СН2ОН относится к насыщенным одноатомным спиртам.
в) бутановая кислота СН3— СН 2– СН2– СООН относится к насыщенным одноатомным кислотам, содержит карбоксильную группу.
2 Рассмотрим качественные реакции:
а ) Качественной реакцией на алкены является пропускание их через бромную воду или раствор перманганата калия.
б ) Качественной реакцией на насыщенные одноатомные спирты является взаимодействие с металлическим натрием.
в) Качественной реакцией на карбоновые кислоты является изменение окраски индикатора в их среде и взаимодействие их со спиртами.
3 Опишем наблюдения и составим уравнения реакций.
а ) При пропускании бутена через бромную воду происходит обесцвечивание раствора.
СН2=СН – СН2– СН3 + Br2 = СН2— СН – СН2– СН3
Br Br
СН2=СН – СН2– СН3 + 2 [O]= СН2 — СН – СН2– СН3
ОН ОН
б ) При действии на спирты металлического натрия наблюдается выделение газа и образование студенистой массой алкоголята.
2СН3— СН 2– СН2– СН2ОН +2 Na=2 СН3— СН 2– СН2– СН2О Na + Н2
в) При добавлении к раствору бутановой кислоты индикатора лакмуса или метилового оранжевого наблюдается красное окрашивание.
При нагревании кислоты со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты появляется «эфирный запах» и образование слоя эфира, не смешивающегося с водой.
СН3— СН 2– СН2– СООН + С2Н5ОН = СН3— СН 2– СН2– СОО С2Н5 + Н2О.
Задача 17
Органическое вещество содержит углерод(массовая доля 84,21%) и водород (15,79%).Плотность паров вещества по воздуху составляет 3,93. Определите формулу этого вещества.
Решение :
W(С)= 84,21%.| 1 Пусть масса вещества 100г.
W(Н)= 15,79%.| 2 Тогда m(С)=84,21г, m(Н)=15,79г.
D(возд) = 3,93.| 3 Найдем соотношение количеств веществ:
____________|_υ(С): υ(Н)=84,2112 :15,79/1=7,0175:15,79=1:2,25=4:9.
Сx Нy С4Н9 — простейшая формула.
Найдем молярную массу простейшей формулы:
М(С4Н9)=57гмоль.
Найдем молярную массу истиной формулы:
Мист=3,93*29=114гмоль.
Найдем соотношение истиной и простейшей молярных масс:
Ми = 114 = 2.
Мпр 57
Ответ: С8Н18 – истинная формула.
Задача 18
Сколько граммов пропанола-2 с выходом 80% от теоретически возможного получится из 200г пропилена.
Решение:
m(С3Н6)= 200г.|
1 Составим уравнение реакции получения пропанола-2.
W(С3Н7ОН)= | СН2=СН – СН3 + Н2О= СН3 – СН – СН3
80% | |
____________ | ОН
m(С3Н7ОН)=?
2 Найдем количество вещества пропена, вступившего в реакцию:
υ(С3Н6)= mМ
υ(С3Н6)= 20042=4,76моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества пропанола -2 равно количеству вещества пропена, вступившего в реакцию:
υ(С3Н7 ОН)=4,76 моль.
4 Найдем массу теоретическую образовавшегося пропанола-2
m = υ*М;
m = 4,76*60=285,7г
5 Учитывая, что выход вещества составляет 80%, найдем массу практическую продукта.
m пр= mтеор* W100%
m пр= 285,7*80100=228,6г.
Ответ: 228,6г.
Задача 19
Какой объем (при нормальных условиях) займет метан, образовавшийся из 100г ацетата натрия.
Решение:
m (СН3СООNa)= 100г.|
1 Составим уравнение реакции получения метана:
CH3COONa+NaOH=CH4+Na2CO3
VCH4 =?
2 Найдем количество вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию:
υ(CH3COONa)= mМ
υ(CH3COONa)= 10082=1,22моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества метана равно количеству вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию.
υ(CH4)=1,22моль.
4 Найдем объем метана, образовавшегося в результате реакции:
V=Vm* υ;
Vm=22,4 лмоль.
V=22,4*1,22=27,3л
Ответ: 22,4л.
Задача 20
Сколько литров (н.у.) образуется из 50г 60% -ного карбида кальция.
Решение:
m(СаС2)= 50г |
1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:
W(СаС2)=60% | СаС2+2Н2О=С2Н2+Са(ОН)2
VC2H2=?
2 Найдем массу чистого карбида кальция:
m(СаС2)=50*60100=30г.
3 Найдем количество вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:
υ(СаС2)= mМ
υ(СаС2)=3064=0,47 моль.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества ацетилена равно количеству вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:
υ(С2Н2)=0,47 моль.
5 Найдем объем ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
V=Vm* υ;
Vm=22,4 лмоль.
V=22,4* 0,47=10,5л.
Ответ: 10,5л.
Задача 21
Определить выход эфира в процентах от теоретически возможного , если из 300г уксусной кислоты и соответствующего количества спирта получено 400г этилацетата.
Решение :
m(СН3СООН)=300г |
1 Составим уравнение реакции
m (СН3СООС2Н5)= 400г.| СН3СООН+ С2Н5ОН= СН3СООС2Н5 +Н2О
W (СН3СООС2Н5)= ? |
2 Найдем количество вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
υ(СН3СООН)= mМ
υ(СН3СООН)=30060=5 моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества этилацетата равно количеству вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
υ(СН3СООС2Н5)=5моль.
4 Найдем теоретическую массу образовавшегося этилацетата
m = υ*М;
m(СН3СООС2Н5)=5*88=440г
5 Учитывая, что масса практическая этилацетата 400г, найдем массовую долю выхода продукта:
W= mпр mтеор *100% ;
W=400440*100=90%.
Ответ: 90%.
Задача 22
Определить содержание примесей (в процентах)в карбиде кальция , если из 170г карбида кальция получено 50г ацетилена.
Решение :
m(СаС2)= 170г |
1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:
m (C2H2)= 50г | СаС2+2Н2О=С2Н2+Са(ОН)2
W(прим)= ?
2 Найдем количество вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
υ(С2Н2)= mМ
υ(С2Н2)=5026=1,92моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества карбида кальция равно количеству вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
υ(СаС2)= 1,92моль.
4 Найдем массу чистого карбида кальция:
m = υ*М;
m (СаС2)=1,92*64=123г
5 Найдем массу примесей:
m (прим)= m(загряз. в-ва)— m(чист. в-ва)
m (прим) =170-123=47г
6 Найдем массовую примесей в карбиде:
W(прим)= m (прим) m(загряз. в-ва) *100%
W(прим)= 47170*100=27,6%
Ответ : 27,6%
Задача 23
Сколько граммов этилового спирта нужно взять для получения 200г диэтилового эфира , если выход продукта равен 80% от теоретически возможного.
Решение :
m ( С2Н5ОС2Н5) =200г|
1 Составим уравнение реакции
W=80% | С2Н5ОН+ С2Н5ОН= С2Н5ОС2Н5 +Н2О
m ( С2Н5ОН)= ?
2 Найдем теоретическую массу образовавшегося продукта:
m теор= mпр* 100% W
m теор=200*10080=250г.
3 Найдем количество вещества диэтилового эфира, образовавшегося в результате реакции:
υ(С2Н5ОС2Н5)= mМ
υ(С2Н5ОС2Н5)=25074=3,38моль.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола в 2 раза больше количеств вещества диэтилового эфира , вступившего в реакцию.
υ(С2Н5ОН)=3,38*2=6,76моль.
5 Найдем массу этанола, вступившего в реакцию:
m = υ*М;
m =6,76*46=310,8г
Ответ: 310,8 г
Задача 24
Сколько грамм 8% раствора уксусной кислоты необходимо для получения водорода объемом 2,8л при взаимодействии ее с магнием.
Решение:
V(Н2)=2,8л |
1 Составим уравнение реакции
W(СН3СООН)=8% | 2 СН3СООН+Мg= (СН3СОО)2 Мg +Н2
m (р-ра)= ?
2 Найдем количество вещества водорода, образовавшегося в результате реакции :
υ = V Vm;
Vm=22,4 лмоль
υ =2,822,4=0,125моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества водорода в 2 раза меньше количеств вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
υ (СН3СООН)= 0,125*2=0,25моль.
4 Найдем массу уксусной кислоты:
m = υ*М;
m = 0,25*60=15г
5 Найдем массу раствора уксусной кислоты:
W= m в-ва m р-ра*100%
m р-ра = m в-ва* 100 W.
m р-ра = 15*1008=187,5 г
Ответ: 187,5 г
Задача 25
Сколько граммов этилацетата можно получить при взаимодействии 100г уксусной кислоты с 50г этанола.
Решение :
m(СН3СООН)=100г|
1 Составим уравнение реакции
m (С2Н5ОН)= 50г. | СН3СООН+ С2Н5ОН= СН3СООС2Н5 +Н2О
m (СН3СООС2Н5)= ?|
2 Найдем количество веществ уксусной кислоты и этанола, вступившей в реакцию:
υ= mМ
υ(СН3СООН)= 10060=1,67моль.
υ(С2Н5ОН)= 5046=1,09 моль.
3 Так как по уравнению реакции уксусная кислота и этанол реагирует 1:1, то из найденных значений видно, что в избытке находится уксусная кислота и часть ее останется после реакции, а этанол прореагирует полностью. Решаем по недостатку.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола равно количеству вещества этилацетата, образовавшегося в результате реакции:
υ(СН3СООС2Н5 )=1,09моль.
5 Найдем массу этилацетата:
m = υ*М;
m = 1,09*88=95,7г ответ : 95,7г
Ответ: 95,7 г.
Вывод молекулярной формулы вещества по продуктам сгорания.
Задача 1.
При полном сгорании 4,6 г газообразного органического вещества получено 8,8 г СО2 и 5,4 г Н2О. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 1,589. Определите молекулярную формулу вещества и дайте названия всем его изомерам.
Решение.
в-во+ О2→ СО2+Н2О
в состав сгораемого вещества обязательно входят углерод и водород, но возможно наличие кислорода. Поэтому, необходимо сделать проверку на кислород:
ν(СО2)=m/M=8,8 г/44 г/моль=0,2 моль; ν(С)=0,2 моль;m(С)=2,4 г
ν(Н2О)=m/M=5,4 г/18 г/моль=0,3 моль; ν(Н)=0,6моль; m(Н)=0,6 г
m(C)+m(H)=2,4 г + 0,6 г=3 г
а вещества сгорело 4,6 г, следовательно, имеется кислород.
m(О)=4,6 г-3 г=1,6 г
ν(О)=1,6 г/16 г/моль=0,1моль
СхНyОz х:y:z= ν(C): ν(Н): ν(О)=0,2:0,6:0,1
Находим среди этих цифр самое маленькое и все делим на него, получая: х:y:z= 2:6:1
С2Н6О-простейшая формула.
D(воздуху)=M(в-ва)/М(воздуха)
М (в-ва)= D(воздуху)×М(воздуха)=1,589×29 г/моль=46 г/моль
M(С2Н6О)=12×2+6+16=46 г/моль,
что соответствует действительности.
^ Ответ: С2Н6О. Это либо этиловый спирт, либо диметиловый эфир.
Задача 2.
При сгорании углеводорода получено 0,2 моль СО2 и 0,2 моль Н2О. Определите молекулярную формулу углеводорода, если известно, что 3,64 г этого вещества занимают объем 1,456 л (н.у.).
Решение.
СхНy + (х+0,25y)О2→ хСО2 +0,5yН2О
(здесь конкретно указано, что горит углеводород).
х,y- коэффициенты перед формулами веществ в правой части — это индексы при углероде и водороде в сгоревшем веществе.
ν(СО2):ν(Н2О)=х:0,5y (по уравнению), а на самом деле как 0,2:0,2 (по условию)
ν(СО2): ν(Н2О)=х:0,5y =0,2:0,2
0,2х=0,1y, х=0,5y (1)
Раз имеется два неизвестных, то должна быть система уравнений. Второе уравнение даст молярная масса вещества:
m=М× ν
V=Vm× ν
Через объем найдем количество углеводорода, а затем его молярную массу:
ν= V/Vm=1,456 л/22,4 л/моль=0,065 моль
M=m/ν=3,64 г/0,065 моль=56 г/моль
составляем уравнение:
12х+y=56
Вместо (х) подставляем его значение из уравнения (1)
12×0,5y+y=56
7y=56, y=8, х=4
^ Ответ: С4Н8
Задача 3.
В состав вещества входят С,Н,О,S. При сжигании его навески массой 0,222 г были получены 0,396 г СО2, 0,162 г Н2О, а сера переведена в сульфат бария массой 0,3495 г. Относительная плотность паров вещества по водороду равна 74. Определить истинную формулу вещества.
Решение:
в-во+ О2→ СО2+Н2О +SО2 (любое вещество, содержащее серу, дает при сгорании диоксид серы),
SО2→ ВаSО4 (через какие реакции осуществлен данный переход — неважно, из сульфата бария надо найти массу и количества серы).
ν(СО2)=m/M=0,396 г/44 г/моль=0,009 моль;ν(С)=0,009 моль; m(С)=0,108 г;
ν(Н2О)=m/M=0,162 г/18 г/моль=0,009 моль;ν(Н)=0,018 моль; m(Н)=0,018 г;
ν(ВаSО4)=m/M=0,3495 г/233 г/моль=0,0015 моль; ν (S)=0,0015 моль; m(S)=0,048 г;
m(О)=0,222-0,108-0,018-0,048 г=0,048 г;
ν(О)=0,048 г/16 г/моль=0,003 моль;
СхНyОzSq х:y:z:q= ν(C): ν(Н): ν(О): ν (S)=0,009:0,018:0,003:0,0015
Находим среди этих цифр самое маленькое и все делим на него, получая: х:y:z:q= 6:12:2:1
С6Н12О2S-простейшая формула.
D(по водороду)=M(в-ва)/М(Н2)
М (в-ва)= D(по водороду)×М(Н2)=74×2 г/моль=148 г/моль
M(С6Н12О2S)=12×6+12+16×2+32=148 г/моль,
что соответствует действительности.
^ Ответ: С6Н12О2S.
Задача 4.
При сгорании газообразного органического вещества, не содержащего кислород, выделилось 2,24 л (н.у.) углекислого газа, 1,8 г воды и 3,65 г хлороводорода. Установите формулу сгоревшего вещества, рассчитайте его объем и массу.
Решение.
В задаче сказано, что вещество не содержит кислород, следовательно, оно состоит только из углерода, водорода и хлора:
СхНyClz + О2→ СО2 +Н2О+ НCl
в этой задаче необходимо найти количество углерода, перешедшего в углекислый газ, количество водорода, перешедшего как в воду, так и в хлороводород, количество хлора из хлороводорода:
х:y:z= ν (C): ν (Н): ν (Cl)
ν(СО2)=V/Vm=2,24 л/22,4 л/моль=0,1 моль; ν(С)=0,1 моль;
ν (Н2О)=m/M=1,8 г/18 г/моль=0,1 моль; ν (Н)=0,2 моль;
ν (НCl)=m/M=3,65 г/36,5 г/моль=0,1 моль; ν (Cl)=0,1 моль;
ν (Н)=0,1 моль
ν (Н)общее=0,1 моль+0,2 моль=0,3 моль
х:y:z= ν (C): ν (Н): ν (Cl)=0,1:0,3:0,1
Находим среди этих цифр самое маленькое и все делим на него, получая: х:y:z= 1:3:1
СН3Сl-истинная формула.
СН3Сl+ 1,5О2→ СО2 +Н2О+ НCl
Для нахождения массы и объема сгоревшего вещества, необходимо составить количественные соотношения между хлорметаном и любым продуктом реакции:
ν (СН3Сl): ν (СО2)=1:1 (по уравнению), ν (CН3Сl)=0,1 моль
m(СН3Сl)=М× ν =50,5 г/моль×0,1 моль=5,05 г
V(СН3Сl)=Vm× ν =22,4 л/моль×0,1 моль=2,24 л
^ Ответ: СН3Сl, m(СН3Сl)=5,05 г, V(СН3Сl)=2,24 л.
Задача 5.
Неизвестное органическое вещество массой 0,4 г сожгли и продукты сгорания пропустили через трубку с безводным сульфатом меди (II) и сосуд, содержащий избыток баритовой воды. Масса трубки увеличилась на 0,36 г, в сосуде образовался осадок массой 5,91 г. Установить формулу вещества.
Решение.
в-во+ О2→ СО2+Н2О
В состав сгораемого вещества обязательно входят углерод и водород, но возможно наличие кислорода. Поэтому необходимо сделать проверку на кислород.
Масса трубки с сульфатом меди (II) увеличилась за счет поглощенной воды (CuSО4 + nН2О→CuSО4×nН2О), откуда делаем вывод, что масса выделившейся воды равна 0,36 г.
С баритовой водой (Ва(ОН)2) взаимодействует СО2):
Ва(ОН)2+ СО2→ВаСО3↓+Н2О
ν(ВаСО3)=m/M=5,91 г/197 г/моль=0,03 моль;
ν(ВаСО3): ν(СО2)=1:1 (по уравнению), сл-но, ν(СО2)=0,03 моль;
ν(С)=0,03 моль, m(С)=0,36 г
ν(Н2О)=m/M=0,36 г/18 г/моль=0,02 моль; ν(Н)= 0,04 моль;
m(Н)=0,04 г
m(C)+m(H)=0,36+0,04=04 г
следовательно, кислорода нет.
СхНy х:y= ν(C): ν(Н)=0,03:0,04 (можно умножить все на 100)
х:y= 3:4
^ Ответ: С3Н4.
Задача 6*.
Смесь газов, образовавшихся при сжигании образца органического соединения Х массой 2,7 г, была пропущена последовательно через склянки с концентрированной серной кислотой и известковой водой. При этом масса первой склянки увеличилась на 3,78 г, во второй склянке образовалось 12 г осадка, а объем непоглощенного газаY составил 733 мл (250С и нормальное давление). При одновременном добавлении к такому же образцу вещества Х избытка раствора нитрита натрия и соляной кислоты выделяется вдвое больший объем газа Y. Определите неизвестное вещество Х и приведите его структурную формулу.
Решение.
Газ, который не поглощается известковой водой — это азот. Следовательно, в состав неизвестного вещества обязательно входят углерода, водород, азот и возможно, кислород.
в-во+ О2→ СО2+Н2О+ N2
Масса склянки с конц. Н2SО4 увеличивается за счет поглощения кислотой воды, m(Н2О)=3,78 г
С известковой водой взаимодействует углекислый газ:
СО2 + Са(ОН)2→СаСО3↓+Н2О
ν(СаСО3)=m/M=12 г/100 г/моль=0,12 моль;
ν(СаСО3): ν(СО2)=1:1, ν(СО2)=0,12 моль;
Проверка на кислород:
ν(СО2)=0,12 моль; ν(С)=0,12 моль;m(С)=1,44 г
ν(Н2О)=m/M=3,78 г/18 г/моль=0,21 моль; ν(Н)=0,42 моль;
m(Н)=0,42 г.
Приведем объем азота к н.у., учитывая, что Т=(273 +25)К=298 К
По «объединенному газовому закону»
V0=Р×V×Т0/Р0×Т
V0=(101,3×0,733×273)/(101,3×298)=0,672 л
ν(N2)=V/Vm=0,672 л/22,4 л/моль=0,03 моль, ν(N)=0,06 моль,
m(N)=0,84 г;
m(C)+m(H)+m(N)=1,44 г + 0,42 г+0,84=2,7 г
кислорода нет, так как вещества сгорело тоже 2,7 г.
СхНyNz х:y:z= ν(C): ν(Н): ν(N)=0,12:0,42:0,06
Находим среди этих цифр самое маленькое и все делим на него, получая: х:y:z= 2:7:1
С2Н7N-амин. Это может быть либо первичный амин С2Н5NН2, либо вторичный амин (СН3)2NН.
Установить его структуру поможет реакция с азотистой кислотой. Только первичные амины вступают в реакцию с НNО2 по уравнению:
С2Н5NН2 + NаNО2 + НCl→С2Н5ОН + N2 +NаCl+Н2О
^ Ответ: Х- C2Н2NН2— этиламин, Y-N2.
Задачи для самостоятельного решения.
1.При сжигании 3,7 г монофункционального органического вещества было получено 2,7 г воды и 3,36 л (н.у.) диоксида углерода. Какое это вещество, если при взаимодействии его с натрием выделяется водород, а водный раствор продукта реакции окрашивает лакмус в синий цвет? Составить уравнение реакции взаимодействия с натрием.
2. Относительная плотность паров органического соединения по гелию равна 25,5. При сжигании 15,3 г этого вещества образовалось 20,16 л (н.у.) углекислого газа и 18,9 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения. К каким классам органических соединений может относиться данное вещество?
3.При полном сгорании 4,8 г органического вещества, плотность паров которого по водороду равна 16, получили 6,6 г диоксида углерода и 5,4 г воды. Каковы формула и названия этого вещества?
Составить не менее трех уравнений реакций получения данного вещества.
4.При полном сгорании 0,88 г органического соединения образовалось 896 мл СО2 (н.у.) и 0,72 г воды. Выведите молекулярную формулу этого вещества, если плотность паров по водороду равна 44. Укажите, к каким классам может относиться это вещество. Найти все изомеры данного вещества.
5. При сжигании вещества массой 10,7 г получили 30,8 г углекислого газа, 8,1 г воды и 1,4 г азота. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,69. Определите молекулярную формулу вещества.Составить уравнение реакции данного вещества с хлороводородом, дать название образующемуся продукту.
6.При сгорании 0,9 г газообразного органического вещества выделилось 0,896 л (н.у.) углекислого газа, 1,26 г воды и 0,224 л (н.у.) азота. Плотность газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу органического вещества и приведите одно из возможных названий. Привести не менее трех уравнений реакций получения данного вещества.
7.При сгорании 0,45 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л азота.Объемы газов измерялись при нормальных условиях. Плотность газообразного вещества по азоту 1,607. Установите его молекулярную формулу и приведите одно из возможных названий этого соединения. С какими из перечисленных соединений может взаимодействовать это вещество: а) метаном; б) гидроксидом бария; в) водой; г) кислородом; д) бензолом; е) азотной кислотой. Составить уравнения данных реакций.
8.При полном сгорании 0,62 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л углекислого газа, 0,9 г воды и 0,224 л азота (объемы газов измерены при нормальных условиях). Плотность вещества по водороду 15,50. Установите его молекулярную формулу и назовите это соединение. Это вещество может быть получено при взаимодействии:
а) СН4 и НNО3 б) СН3NО2 и Н2 в) СН3ОН и N2
г) СН3ОН и NН3 д) CН3NН3Cl и КОН е) СН3-СН3 и NН3
Составить уравнения осуществимых реакций.
9.Сожгли 6 г вещества и получили 6,72 л углекислого газа (н.у.) и 7,2 г воды. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 2,07. Определить молекулярную формулу вещества. Для этого вещества характерны реакции:
а) этерификации б) поликонденсации в) нейтрализации
г) окисления д) дегидратации е) гидратации.
10.Относительная плотность паров органического вещества по водороду равна 30. При сжигании 24 г вещества образовались 35,2 г оксида углерода (IV) и 14,4 г воды. Определить молекулярную формулу вещества. Составить уравнения реакций получения данного вещества в лаборатории и промышленности.
11.Относительная плотность паров органического соединения по сернистому газу равна 2. При сжигании 19,2 г этого вещества образуется 52,8 г углекислого газа (н.у.) и 21,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения. К каким классам органических соединений оно может относиться?
12.При сгорании вещества массой 8,5 г образовались оксид углерода (IV) массой 26,4 г и вода массой 11,7 г. Плотность паров вещества по воздуху равна 5,862. Определите формулу вещества.
Типовые
задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо
осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций.
Умение решать расчётные задачи является одним из
основных показателей уровня химического развития, глубины и полноты усвоения
учащимися теоретического материала, наличия у них навыков приобретённых знаний
с достаточной самостоятельностью.
Проверяемый элемент содержания заданий ЕГЭ включает расчеты объемных отношений газов при
химических реакциях, а так же расчеты по термохимическим уравнениям реакций. В
данной статье будут рассмотрены задачи второго типа.
Термохимические
уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции.
Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ,
участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию,
можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или
массой и количеством теплоты в этой реакции.
Между
количеством теплоты, выделившимся или затраченным в ходе химической реакции, и
количеством веществ, участвующих в этой реакции, существует прямо
пропорциональная зависимость:
n:Q = n1:Q1.
Величина
постоянная для данной реакции.
Любая величина из пропорции может быть неизвестной. Задачи решаются методом
пропорции.
Например:
Термохимическое уравнение разложения малахита
(CuOH)2
CO3 = 2CuO + H 2O + CO
2 — 47 кДж
Мы
видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при
этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если
мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при
этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.
Аналогично
можно установить пропорциональные отношения, используя коэффициенты и
молярные массы участников реакции. 47 кДж энергии затратится на
разложение 94 г малахита, при этом выделится 160
г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная,
но, используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки,
поэтому рекомендуется решать задачи с пропорциями через количество вещества.
Алгоритм
решения задач
Последовательность
действий:
1) Данные из
условия задачи написать над уравнением реакции
2) Под
формулой вещества написать его количество (согласно коэффициенту);
произведение молярной массы на количество вещества. Над количеством теплоты в
уравнении реакции поставить х.
3) Составить
пропорцию.
4) Вычислить
х.
5) Записать
ответ.
Пример:
Сколько теплоты
выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной
кислоте (водный раствор HCl), если
термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6
кДж
Последовательность выполнения действий |
Оформление решения задачи |
1.С |
Дано: m(СuO) = 200 Q — ? М(СuO) = 80 г/моль |
2. |
Решение: n = m/М n = |
3.Составим |
2,5 CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 1 моль |
4. Составим |
200/80=х/63,6 |
5. |
х |
6. |
Ответ: 159 |
Задачи на
вычисления по термохимическим уравнениям. Типовые задачи и решения.
1. Количество
теплоты, которое выделится при образовании 120
г MgO в
результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:
2 Mg + O2 =
2MgO + 1204 кДж, равно
а) 602 кДж б)
301 кДж в) 2408 кДж г) 1803 кДж
2. В
реакцию, термохимическое уравнение которой S
+ O2 = SO2
+ 297 кДж, вступила сера массой 1 г. Количество теплоты, выделившееся при этом,
равно:
а) 9,28 кДж б)
2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж
3. Какое
количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4
г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2
+ 402 кДж?
а) 984 кДж б)
40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж
4. Термохимическое
уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 +
3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62
г фосфора?
а) 6020 кДж б)
752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж
5. Какое
количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6
л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН4
+ 2О2 = СО2
+ 2Н2О + 892 кДж?
а) 22,3 кДж б)
2,23 кДж в) 223 кДж г) 446 кДж
6. Сколько
теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II)
(СuO) в соляной кислоте, если
термохимическое уравнение реакции: CuO
+ 2HCl = CuCl2
+ H2O
+ 63,6 кДж
а) 159 кДж б)
318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж
7. В
результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 C2H2+ 5O2 = 4CO2 +2H2O + 2610 кДж
выделилось 652,5 кДж теплоты. Масса
сгоревшего ацетилена составила:
а) 13
г б) 26 г в) 52г г) 5,2г
8. В
результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты,
указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:
а) 401 кДж б)
802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж
9. На
разложение бертолетовой соли по реакции, термохимическое уравнение
которой
2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,
было затрачено 182 кДж
теплоты.
Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:
а) 134,4л б)
44,8л в) 89,6л г) 179,2л
10. В результате
реакции, термохимическое уравнение которой H2+ Cl2 =
2HCl + 184,36
кДж, выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный на
образование хлороводорода (при н.у.) при этом составил:
а) 134,4л б)
112л в) 44,8л г) 96л
11.Согласно
термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г)
+ 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем
(н.у.) сгоревшего газа составил
а) 66,2 л б) 33,6 л в) 44,8
л г) 12 л
12.Согласно
термохимическому уравнению реакции 3Cu + 8HNO3
= 3Cu(NO3)2
+ 2NO + 4H2O
+ 385 кДж, при получении 15,68 л NO
(н.у.), количество выделившейся теплоты составило:
а) 358 кДж б)
716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж
13.По термохимическому
уравнению реакции 2Сu + О2
= 2СuО + 311 кДж
вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384
г меди, составит:
а) 622 кДж б)
716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж
14.В результате реакции, термохимическое
уравнение которой
2Cl2O7
= 2Cl2 + 7O2
+ 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при этом
кислорода (н.у.) составил:
а) 100 л б)
0,224 л в) 1,568 л г) 4,48
л
15.В реакцию,
термохимическое уравнение которой MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102
кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом, равно:
а) 102 кДж б)
204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж
Ответы (ключ)
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
ответ |
г |
а |
в |
г |
в |
а |
а |
б |
а |
б |
б |
в |
г |
в |
в |
Подробное решение
задач.
1. Количество
теплоты, которое выделится при образовании 120
г MgO в
результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:
2 Mg + O2 =
2MgO + 1204 кДж, равно
а)
602 кДж б) 301 кДж в) 2408 кДж г)
1803 кДж
Дано: m (Mg0) = _____________ Q -? |
Решение: 1) Определяем n = m / M n(MgO) = 2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении По По |
Отсюда:
3 моль* |
|||
Х |
= |
———————— |
= 1803 кДж |
2моль |
Ответ: при образовании 120г
оксида магния выделится 1803 кДж энергии.
2. В
реакцию, термохимическое уравнение которой S + O2
= SO2 + 297 кДж, вступила сера массой 1
г. Количество теплоты, выделившееся при этом, равно:
а) 9,28 кДж б)
2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж
Дано:
m(S)
= 1 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n
(S) = m/M n (S)=
1г/32(г/моль) = 0,031моль;
Составляем пропорцию по
термохимическому уравнению реакции:
S
+ O2 = SO2 + 297 кДж
При сгорании 1 моля S
выделится 297 кДж теплоты
При сгорании 0,031 моля S
выделится Х кДж теплоты
Х= (297 кДж* 0,031моль)/1моль
= 9,28 кДж
Ответ: 9,28 кДж
3.
Какое количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4
г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2
+ 402 кДж?
а) 984 кДж б)
40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж
Дано:
m(С) = 2,4
г.,
________________
Q = ?
Решение.
n
(С) = m/M n (С)= 2,4г/12(г/моль) =
0,2 моль;
Составляем пропорцию по
термохимическому уравнению реакции:
C + O2 = CO2
+ 402 кДж.
При сгорании 1 моля С выделится
402 кДж теплоты
При сгорании 0,2 моля С выделится
Х кДж теплоты
Х= (492 кДж* 0,2моль)/1моль =
98,4 кДж
Ответ: 98,4 кДж
4. Термохимическое
уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 +
3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62
г фосфора?
а) 6020 кДж б)
752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж
Дано:
m(Р) = 62
г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (Р) =
m/M n (Р)= 62г/31(г/моль) =
2 моль;
Составляем пропорцию по
термохимическому уравнению реакции:
4P + 5O2
= 2P2O5 + 3010 кДж
При сгорании 4 моль Р
выделится 3010 кДж теплоты
При сгорании 2 моль Р выделится
Х кДж теплоты
Х= (3010 кДж* 2моль)/4моль
= 1505 кДж
Ответ: 1505 кДж
5. Какое
количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6
л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН4 +
2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж?
а)
22,3 кДж б) 2,23 кДж в) 223 кДж г)
446 кДж
Дано:
V (СН4)
= 5,6 л
_____________
Q = ?
Решение.
5,6 л Х кДж
СН4
+ 2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж
1
моль 892 кДж
22,4 л 892
кДж
5,6
л/22,4 л = Х кДж/892 кДж
Х=
5,6 л * 892 кДж/22,4 л = 223 кДж
Ответ: при сгорании метана
объемом 5,6 л выделится 223 кДж теплоты
6. Сколько
теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II)
(СuO)
в соляной кислоте, если термохимическое уравнение реакции: CuO
+ 2HCl
= CuCl2
+ H2O
+ 63,6 кДж
а) 159 кДж б)
318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж
Дано:
m(СuO)
= 200 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (СuO)
= m/M n (СuO)=
200г/80(г/моль) = 2,5 моль;
Составляем пропорцию по
термохимическому уравнению реакции:
CuO
+ 2HCl
= CuCl2
+ H2O
+ 63,6 кДж
При растворении 1 моль СuO
выделится 63,6 кДж теплоты
При растворении 2,5
моль СuO выделится
Х кДж теплоты
Х= (63,5 кДж* 2,5моль)/1моль
= 159кДж
Ответ: 159 кДж
7. В
результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 C2H2+ 5O2 =
4CO2 +2H2O + 2610 кДж
выделилось
652,5 кДж теплоты. Масса сгоревшего ацетилена составила:
а) 13
г б) 26 г в) 52г г) 5,2г
Дано: Q1 = 652,5 _____________ m(C2H2)-? |
Решение: 1) Установим По По условию Решаем
2) m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 |
Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13
г.
8. В
результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты,
указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:
а) 401 кДж б)
802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж
Дано: m(CH4)= 48г Q1 = 2406 _____________ Q -? |
Решение: 1. Запишем уравнение реакции CH4 + 2O2 = 2. Определим количество 48 n = m / M n(CH4) = 48г/ 3. По условию По Решаем пропорцию
Термохимическое CH4+ |
Ответ: 802 кДж.
9. На
разложение бертолетовой соли по реакции, термохимическое уравнение
которой
2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,
было затрачено 182 кДж
теплоты. Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:
а) 134,4л б)
44,8л в) 89,6л г) 179,2л
Дано: Q1 = 91 ___________ V (O2)-? |
Решение: 1)Установим По По условию Решаем пропорцию
2) Вычислим объем (Vm = 22,4 V(O2) = |
Ответ: объем выделившегося кислорода равен
134,4 л.
10. В
результате реакции, термохимическое уравнение которой H2+ Cl2 =
2HCl + 184,36
кДж, выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный на
образование хлороводорода (при н.у.) при этом составил:
) 134,4л б) 112л в)
44,8л г) 96л
Дано: Q1 = 921,8 ___________ V (Cl2)-? |
Решение: 1)Установим По По условию Решаем пропорцию
2) Вычислим объем (Vm = 22,4 V(O2) = |
Ответ: объем вступившего в реакцию хлора
равен 112 л.
11. Согласно
термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г)
+ 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем
(н.у.) сгоревшего газа составил
1) 66,2 л 2) 33,6 л 3) 44,8
л 4) 12 л
Дано: Q1 = 152 ___________ V (СО)-? |
Решение: 1)Установим По уравнению По условию Решаем пропорцию
2) Вычислим объем угарного (Vm = 22,4 V(O2) = |
Ответ: объем вступившего в реакцию хлора
равен 33,6 л.
12. Согласно
термохимическому уравнению реакции 3Cu + 8HNO3
= 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 385 кДж, при получении 15,68
л NO (н.у.), количество выделившейся теплоты составило:
а) 358 кДж б)
716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж
Дано: V(NO) = 15,68 _____________ Q -? |
Решение: 1. Определим количество вещества n = V / Vm n(NO) = 15,68/ 2. 3Cu По По условию Решаем пропорцию
|
Ответ: 134,75 кДж.
13.
По термохимическому уравнению
реакции 2Сu + О2 = 2СuО + 311 кДж вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384
г меди, составит:
а) 622 кДж б)
716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж
Дано: m(Cu) = 384г _____________ Q -? |
Решение: 1. Определим количество вещества n = m / M n(Cu) = 384/ 64 2. По По условию Решаем пропорцию
|
Ответ: 933 кДж.
14.
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2 + 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при
этом кислорода (н.у.) составил:
а) 100 л б)
0,224 л в) 1,568 л г) 4,48
л
Дано: Q1 = 5,74 ___________ V (О2)-? |
Решение: 1)Установим По По условию Решаем пропорцию
2) Вычислим объем угарного (Vm = 22,4 V(O2) = |
Ответ: объем образовавшегося кислорода
равен 1,568 л.
15. В реакцию,
термохимическое уравнение которой MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102
кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом,
равно:
а) 102 кДж б)
204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж
Дано: m(MgO) = 8г _____________ Q -? |
Решение: 1. Определим количество вещества n = m / M n(MgO) = 8г/ 2. MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102 По По условию Решаем пропорцию
|
Ответ: 20,4 кДж.