Занятие №1.Задачи по теме:«Расчеты массы(объема), количества вещества продуктов реакции».
Теория: n=m/M или n=V/Vm,
где n-количество вещества (моль)
m- масса (г)
М- молярная масса (г/моль)
V-объем (л)
Vm-молярный объем (л/моль)
Задача №1
Определите, какой объем кислорода расходуется на окисление глюкозы массой 4, 6г?
M (C6H12O6) =4,6г.| 1. Определяем количество вещества С6Н12О6:
V (O2) -л? n (C6H12O6)=4,6/180 =0,025 моль
Составляем уравнение реакции:
0,025моль х моль
C6H12O6 + 6O2= 6CO2 + 6H20
1 моль 6 моль
2.Из уравнения реакции следует, что n (C6H12O6):n (O2) =1:6
Cледовательно, п(О2)= 0,15 моль
3.Вычисляем V (O2)= n(O2) · Vm= 0,15·22,4 = 3,36л
Ответ: V(O2)=3,36л
Задача №2
Определите массу серной кислоты для количества вещества 0, 5 моль.
n (H2SO4)= 0,5 моль Чтобы найти массу серной кислоты, воспользуемся формулой:
m(H2SO4)= n(H2SO4) · M(H2SO4)= 0,5 моль·98г/моль=490г
m(H2SO4)-?г М(H2SO4)= 2·Ar(H)+1·Ar(S)+ 4·Ar(O)= 2·1г/моль+ 32г/моль+ 4·16
г/моль=98г/моль
Ответ: m(H2SO4)=490г
Задача №3
Масса хлорида железа (III) может получиться при взаимодействии 67.2 л хлора и 100г железа, равна? (г)
V(Cl2)=67,2л Записываем уравнение реакции:
m(Fe)=100г 2 Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
m (FeCl3)-?г Найдем количества реагирующих веществ:
n(Fe) = 100/56 =1,79моль
n(Cl2)=67,2/22,4=3 моль
По уравнению реакции хлора должно быть в полтора раза больше чем
железа (т.е. 2,7 моль), следовательно хлор дан в избытке и расчет ведем
по железу:
n(FeCl3)=n(Fe) =1,79 моль
m(FeCl3)= n·M =1,79·162,5 =290,8г
Ответ:m(FeCl3)=291г
Задача №4
Объем углекислого газа, образовавшегося в результате разложения карбоната магния количеством вещества 4 моль избытком соляной кислоты, равен ?л
n(MgCO3)=4 моль Составляем уравнение химической реакции:
MgCO3 +2HCl =MgCl2 +CO2 +H2O
V (CO2) -? л Из этого уравнения следует, что количество вещества углекислого газа и
карбоната магния равны между собой , т.е. n (CO2) =4 моль
Определим V(СО2)=n(CO2)·Vm =4моль · 22,4л/моль= 89,6л
Ответ:V(CO2)=90л
Задача №5
Масса оксида натрия, которую можно получить при окислении 6 моль натрия кислородом воздуха, равна ?г
n(Na)=6 моль Составляем уравнение реакции:
4Na + O2 = 2Na2O
m(Na2O) -?г Из этого уравнения следуют, что количество вещества оксида натрия в 2
раза меньше, чем количество вещества натрия, и равно 6/2 =3моль
Определяем массу оксида натрия: m(Na2O)= 3моль·62г/моль=186г
Ответ: m(Na2O)=186г
Занятие №2 Задачи по теме:Расчет массы, объема, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси)».
Теория:Чтобы определить массу(объем) продукта реакции по известной массе (объему) исходного вещества, содержащего примеси нужно:
Образец карбоната кальция массой 400г, содержащий в своем составе 8% сульфатных примесей, обработали избытком азотной кислоты. Какой объем газа при этом выделился?
m(CaCO3)= 400г Рассчитаем массу примесей и массу карбоната кальция.
ω(прим)=8% m (прим) = 0,08·400=32г;
m(CaCO3)= 400-32 =368г; Вычислим количество вещества CaCO3
V(CO2)-?л n(CaCO3) = 368/100 =3,68 моль
Составляем уравнение химической реакции:
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Из уравнения химической реакции, следует, что n(CO2)= n(CaCO3)
Определяем V (CO2)=4,38моль· 22,4л/моль=98.1л
Ответ: V(CO2)=98л
Задача №2 Вычислите количество вещества гашеной извести, которое может быть получено из 2 т известняка, содержащего 25% примесей.
Задача №2 Избавляемся от примесей:
100%-25%=75%
Находим чистый известняк без примесей: 2000кг·0,75 =1500кг
Находим количество вещества известняка:
m (CaCO3)=2000кг n(CaCO3) = 1500кг/100кг/кмоль =15 кмоль
Ѡ(прим) =25% Составляем уравнения:
СaCO3 → CaO + CO2 (1)
n(Ca(OH)2 )-? моль CaO + H2O = Ca(OH)2 (2)
Из (1) уравнения количество вещества известняка = количеству вещества
оксида кальция. Из (2) уравнения также =количеству вещества Сa(OH)2,
следовательно количество вещества =15 кмоль.
Ответ: n (Ca(OH)2=15 кмоль
Задача №3 Определите, какой объем ацетилена можно получить из карбида кальция массой 10 кг, массовая доля примесей в которой 15%
mтех (CaC2)=10кг 1. Определяем массу примесей:
ɷ(примесей)=15% m(примесей)=mтех(CaC2)·ɷ(примесей) = 10·0,15 =1,5(кг)
2. Масса чистого карбида кальция равна:
V(C2H2)-? м3 m(CaC2)=10-1,5=8,5( кг)
3. Рассчитываем n(CaC2):
n(CaC2)=8,5/64 =0,133(кмоль)
4. Составляем уравнение реакции:
0,133кмоль xкмоль
CaC2 + 2H2O= C2H2 + Ca(OH)2
1кмоль 1кмоль
5. По уравнению реакции определяем n(С2Н2):
n(C2H2)=n(CaC2)= 0,133(кмоль)
6.Определяем объем ацетилена:
V(C2H2)=n(C2H2) · Vm=0,133 · 22,4= 2,979(м3)
Ответ: V(C2H2)=2,979м3
Задача №4 Сколько оксида углерода (IV) выделится в литрах при обжиге 250 г. известняка, содержащего 20% примесей?
m(CaCO3)=250г 1. Составить уравнение реакции:
ɷ%примесей =20% CaCO3→ CaO +CO2
V(CO2) -?л 2. Вычисляем молярную массу или молярный объем веществ
М (СаСО3)=40+12+3•16 =100г/моль
V(CO2)= 22,4л, так как Vm=22,4л/моль, а в реакции выделился 1 моль СО2 3. Найдем массу чистого известняка. Если 20% составляют примеси, то 80% -это чистый известняк, тогда его масса равна:
m (CaCO3) =250 г•80%/100%=200г
4. Вычисляем объем углекислого газа, учитывая массу чистого известняка:
200г = хл х =200•22,4/100 =44,8 (л)
100г 22,4л Ответ: V(CO2)=44,8л
Задача №5 Какой объем оксида серы (IV)можно получить при сжигании 1кг серы, содержащей 4% посторонних примесей?
m(S)=1кг
ɷ% примесей=4% 1. S +O2 = SO2
2. m(S)чистой =1000г•96%/100% =960г
V(SO2)=xл? 3. 960 = х л
32 22,4 х= 960 • 22,4/32 =672(л)
Ответ: V(SO2) =672 л
Занятие №3 Задачи по теме: «Расчет массы, объема, если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества».
Теория: Для растворов используют понятие массовой доли, она обозначается ω (омега), вычисляется как частное от деления массы части (компонента) на массу целого:
ω растворенного вещества = m растворенного вещества• 100%
m раствора
ώ компонента смеси = m компонента смеси• 100%
m смеси
Для решения задач могут быть использованы дополнительно следующие формулы:
m раствора = m растворителя +m растворенного вещества
m раствора = V раствора • p раствора
Задача №1 В 175г воды растворили 25г соли. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
m(р-ля)=175г
m(р.в.)=25г
ὡ р.в.= 25/175+25• 100% =12,5%
ɷр.в.-?% Ответ: ɷр.в.=12,5%
Задача №2 Определите, сколько граммов соли содержится в 300 мл ее 10%-ного раствора, если р р-ра = 1,2 г/мл
V (р-ра соли)=300мл
ɷ (р-ра соли) =10% m р.в.=1,2• 300 • 10% =36(г)
р (р-ра)=1,2г/мл 100%
mр.в. -? г Ответ: mр.в.=36г
Задача №3 Массовая доля хлорводорода в растворе, полученном при растворении 11,2 л НСl в 100г воды, равна ?%
V(HCl) =11,2л
m(Н2О)=100г 1. Определим массу HCl
m (HCl)=V(HCl) M(HCl) ;
ω(HCl) -?% Vm
m (HCl) =11,2•36,5/22,4 =18,25(г)
2.Определим массу раствора: Мр-ра=100+18,25=118,25(г)
3.Определим процентное содержание HCl:
ω (HCl) =18,25•100/118,25 =15,4%
Ответ: ω(HCl)=15,4%
Задача №4 Определите, какая масса раствора с массовой долей гидроксида натрия 4% или 0,04, расходуется на нейтрализацию уксусной кислоты массой 18г?
m (СН3СООН) =18г
ω(NaOH) =0,04 1.Вычисляем количество вещества СН3СООН:
m(р-ра)-?г n(CH3COOH) =m(CH3COOH) = 18/60 =0,3(моль)
M (CH3COOH)
2.Составляем уравнение реакции:
0,3 моль х моль
СН3СООН + NaOH = CH3COONa + H2O
1 моль 1 моль
ɷ(NaOH) = m(NaOH)
mр-ра
m(р-ра) =m(NaOH)=
ɷ(NaOH) 12/0,04 =300(г)
Ответ: m(р-ра) =300г
Задача №5 Какую минимальную массу оксида серы (VI)необходимо добавить к 200г 30%-ного раствора гидроксида натрия, чтобы процентная концентрация сульфата натрия в конечном растворе стала равна 5%?
m(р-раNaOH)= 200г
ɷ(р-раNaOH) =30%
ɷ(р-ра Na2SO4)=5% Cоставляем уравнение химической реакции:
m(SO3) -?г SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
Пусть в реакцию вступит х г SO3 , тогда масса образовавшегося Na2SO4 составит m(Na2SO4) =142•x/80 =1,775•x (г). В этом уравнении 142 и 80 -молярные массы Na2SO4 и SO3 cоответственно. Масса конечного раствора составит (200+х)(г), тогда по уравнению задачи:1,775•х/200+х =0,05
Решив это уравнение, получим: х =5,8г
Ответ: m(SO3)=5,8г
Занятие №4 по теме: «Задачи на определение формулы вещества по продуктам сгорания.»
Теория:В условиях этих задач указывается масса сжигаемого вещества, его плотность по водороду или по воздуху и продукты сгорания (масса, объем, количество вещества). Решение задач можно проводить в следующем порядке:
n(CO2)=m(CO2)/M(CO2); n(C) =n(CO2);
n(H2O)= m(H2O)/M(H2O); n(H)=2•n(H2O);
m(C) =n(C)•M(C); m(H) = n(H)•M(H);
Задача №1 При сгорании органического вещества массой 3,9г образовались оксид углерода (IV)массой 13,2г и вода массой 2,7г. Выведите формулу вещества, зная, что его плотность по водороду =39 ?
m(в-ва)=3,9г
m(CO2)=13,2 г 1. Молярная масса вещества равна:
m(H2O)=2,7г М(в-ва)=2DH2= 2• 39=78(г/моль)
DH2= 39 2. Вычисляем количество вещества оксида углерода (IV)и атомарного
Найти формулу углерода: n(CO2)=m(CO2)/M(CO2)=13,2/44=0,3(моль)
вещества? n(С)= n(CO2)= 0,3(моль)
3.Вычисляем количество вещества воды и атомарного водорода:
n (H2O)= m(H2O)/M(H2O)=2,7/18 =0,15(моль)
n(H) =2 •n(H2O)= 2• 0,15=0,3 (моль)
4.Находим массы углерода и водорода:
m(C)=n(C)• M(C)= 0,3•12 =3,6(г)
m(H)=n(H)•M(H)=0,3•1=0,3(г)
5.Массу элемента в веществе (массу углерода в оксиде углерода (IV)
и массу водорода в воде) можно определить из формулы (6):
m(Э) = n (Э)•M(Э)
m(в-ва) M (в-ва) , отсюда следует, что
m(Э) = m(в-ва) • n(Э) • M (Э) / M (в-ва)= m(продукта сгорания)•n(Э)• М(Э)
М(продуктов горения)
m(C)=m(CO2) • n(C) • M(C) = 13,2• 1•12= 3,6 (г)
M(CO2) 44
m(H)=m(H2O)• n(H)•M(H) = 2,7•2•1= 0,3 (г)
M(H2O) 18
6 Сумма масс углерода и водорода составляет:
m(C)+M(H) =3,6+0,3=3,9(г) (соответствует условию,
значит исходное вещество — углеводород
7.Находим отношение количеств веществ атомарных углерода и водорода:
n(C) : n(H) =0,3:0,3 =1:1
8.Простейшая формула вещества СН, молярная масса которого равна:
М(СН) =12+1=13 (г/моль)
Определяем истинную формулу вещества. Для этого истинную молярную
массу, разделим на молярную массу соответствующую простейшей форму
ле:
n(CH) =M(CxHy)/M(CH) =78/13=6=(CH)6=C6H6
Ответ:С6Н6
Задача №2 Неизвестная прозрачная бесцветная жидкость массой 0,57г при сгорании в избытке кислорода образует 1,76г углекислого газа и 0,81г воды. Выведите молекулярную формулу исходного вещества, если плотность паров этого вещества по воздуху -3,931
m (CxHy)=0,57
m(CO2)= 1,76г 1. Находим количества вещества продуктов горения
m(H2O)= 0,81г M(CO2)= 44г/моль, М(Н2О)= 18г/моль
Dпо воздуху=3,931 n(СО2)=m(CO2)/M(CO2)= 1,76/44 =0,04 моль
Найти СхНу-? n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)= 0,81/18 =0,045моль
2.Находим массы углерода и водорода в продуктах горения, а
следовательно, в исходном веществе.
m(C)= n(CO2)•M(C) =0,04 • 12=0,48г
Моль воды содержит два моль атомов водорода, поэтому
m(Н)=2n(H2O) • М(Н) =0,045• 2• 1=0,09г
3.Суммарная масса углерода и водорода 0,48 +0,09 =0,57г совпадает с
исходной массой вещества, следовательно, в его составе кислород не
содержится, это углеводород с формулой СхНу. Находим соотношение
х:у.
х : у = 0,48/12 : 0,09/1 =0,04 :0,09 =1:2,25 =4:9
4.Находим молярную массу исходного вещества
D(возд)=M (CxHy)/Mвоздуха
M(CxHy) =Dвозд • Mвозд. =3,931• 29 =114г/моль
Сравним истинную молярную массу вещества с молярной массой,
вычисленной по простейшей формуле: М (С4Н9)= 57г/моль. Она
ровно в два раза меньше истинной, следовательно, соотношение
х:у не 4:9, а 8:18 и формула вещества С8Н18
Ответ: С8Н18
Задача №3 При полном сжигании 1 моль СхНу образуется 54 г Н2О, образуется 89,6 л СО2
Определите формулу сопряженного диенового углеводорода?
n(CxHy)=1моль
m(H2O) = 54г 1.Рассчитываем содержание углерода и водорода в полученных
V(CO2)= 89,6л продуктах:
Найти: СхНу-? в 18г - 2г Н в 22,4л - 12г С
Н2О СО2
в 54г - хг в 89,6л — хг С
х = 6г Н х =48г С
2.Определяем молярную массу углеводорода:
48г +6г = 54(г/моль)
3.Определяем его молекулярную формулу.
Из условий задачи следует, что вещество относится к классу
диеновых углеводородов. Общая формула диеновых углеводородов:
CnH2n-2
M(CnH2n-2)= 12n+2n-2 =54
14n = 56
n = 4
C4H6 — бутадиен-1,3 СН2 = СН-СН=СН2
Ответ: С4Н6
Задача №4 При сгорании 7,2 г алкана получено 11,2л оксида углерода (IV).Определите молекулярную формулу углеводорода?
m(CnH2n+2)=7,2 г
V (CO2)= 11,2л 1.Напишем уравнение реакции сгорания алкана в общем виде:
Найти: CnH2n+2 ? CnH2n+2 + 3n+1 O2 → n CO2 +(n+1) Н2О
2
1 моль n моль
2.Найдем количество вещества (CO2) и алкана CnH2n+2
n(CO2) = 12,2л/22,4л/моль =0,5моль
n( CnH2n+2) = 7,2/14n+2(моль)
3.Определим значение количества вещества. Найденные количества CO2
и CnH2n+2 поставим в уравнение реакции над их формулами:
7,2/14n+2 моль 0,5 моль
CnH2n+2 + 3n+1 O2 → n CO2 +(n+1) Н2О
Составим пропорцию:
1 моль CnH2n+2 образует n моль CO2
7,2/14n+2 моль CnH2n+2 образует 0,5 моль CO2
Следовательно, 0,5 = n • (7,2/14n+2), отсюда n =5
Таким образом, молекулярная формула алкана С5Н12
Ответ: Молекулярная формула
углеводорода С5Н12
Задача №5 При сжигании 0,57 г органического вещества в избытке кислорода образовалось 1,76 г оксида углерода (IV) и 0,81г воды. Выведите молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по воздуху равна 3,931.
m (в-ва)=0,57г
m (CO2) =1,76г 1. Вычисляем молярную массу вещества:
m (Н2О)=0,81г М(в-ва)=29 • Dвозд(в-ва) = 29г/моль • 3,931 =114г/моль
Dвозд(в-ва) =3,931 2.Рассчитываем количество вещества оксида углерода (IV) и атомов
Найти:формулу углерода:
вещества n(CO2) =m(CO2) /M(CO2)= 1,76г/44г/моль =0,04 моль
3.Находим количество вещества воды и атомов водорода:
n(Н2О)=m(Н2О) /M(Н2О) = 0.81г/18г/моль =0,045 моль
n(H) =2• n(Н2О)= 2/0,045моль =0,09 моль
4.Определяем массы углерода и водорода в исходном веществе:
m(C)=n(C)• M(C)= 0,04 моль• 12 г/моль = 0,48 г
m(H)=n(H)•M(H) =0,09моль• 1г/моль = 0,09 г
5.Вычисляем сумму масс углерода и водорода:
m(C) +m(H) = 0,48 +0,09 =0,57г
Суммарная масса углерода и водорода (0,57г) соответствует
исходной массе вещества, следовательно, в его составе кислород не
содержится, это углерод с формулой СхНу
6.Находим соотношение между числами молей атомов углерода и
водорода:
n(C):n(H)=0,04:0,09 =1:2,25 =4:9
Для перехода к целочисленному соотношению мы умножили полученные
числа (1:2,25) на четыре.
7.Простейшая формула вещества С4Н9, его молярная масса равна:
М (С4Н9) =57г/моль (она меньше истинной)
8.Определяем молекулярную формулу вещества.
Для этого истинную молярную массу разделим на молярную массу
простейшей формулы:
n(С4Н9)=M(СхНу)/M(С4Н9) =114г/моль/57г/моль =2→(С4Н9)2→С8Н18
вещества С8Н18 это октан
Занятие №5 по теме: «Определение формулы вещества по известной общей формуле и массовой доле одного из элементов.
Теория: На основании массовых долей (%) атомов элементов вычисляем молярную массу вещества: М = Аr • n/ɷ •100%, где n-число атомов.
На основании массовых долей (%) атомов элементов и плотности соединения:
М (СхНу) =D(H2)•M (H2)
По плотности вещества в газообразном состоянии:
М =р • Vm (газообразного вещества)
По массе или объему исходного вещества и продуктам горения:
М = Vm• p
M = m/n
M = V/Vm
Задача №1 Массовая доля кислорода в предельной одноосновной кислоте 43,24%. Найдите формулу кислоты.
Задача № 1 1) Массовую долю каждого элемента в сложном веществе определяют по
ω(О)=43,24% формуле:ω(Э) = n• Аr(Э) / Мr(вещества)
Формулу 2) Найдем относительную молекулярную массу предельной одноосновной
кислоты? кислоты: Мr(CnH2n+1COOH) = 14n +46
3) Cоставим формулу: 0,4324 =2•16/14n +46
Решим уравнение n=2
Ответ: С2Н5СООН
Задача №2 Неорганическое вещество содержит в своем составе 44,7% калия, 18,4% серы и 36,8% кислорода по массе. Установите его формулу.
ɷ(К)= 44,7% Для расчета выбираем образец вещества массой 100г, тогда массы элементов
ɷ(S) =18,4% в нем будут численно равны их процентному содержанию. Определим коли-
ɷ(O) =36,8% чества вещества элементов:
Формула? n(K) = m(K)/A(K); n(K) =44,8/39 = 1,15моль;
n(S) = m(S) /A(S); n(S) =18,4/32 = 0,575 моль;
n(O) =m(O) /A(O); n(O) =36,8/16 =2,3 моль;
Количества вещества элементов относятся между собой как
n(K):n(S):n(O) =1,15:0,575:2,3 = 2:1:4
Следовательно, формула вещества K2SO4
Ответ: формула вещества K2SO4
Задача №3 Массовая доля кислорода в кристаллогидрате сульфата кобальта равна 62,63%. Установите формулу кристаллогидрата.
ɷ(О) =62,63% Представим формулу кристаллогидрата сульфата цинка в общем виде:
Формула СoSO4 • nH2O , где n-число молекул кристаллизационной воды.
кристаллогидрата? Из этой формулы следует, что число атомов кислорода в молекуле
кристаллогидрата = n+4, а молярная масса кристаллогидрата равна
(155 + n• 18)г/моль. По условию задачи:
ω (О) = 16(4+n)/155+18n;
0,6263 = 16(4+n)/155+18n;
n= 7
Ответ: СoSO4 • 7H2O
Задача №4 Установите формулу алкана, который содержит в своем составе 83,3% углерода.
Задача №4 Общая формула гомологического ряда алканов СnH2n+2. Для расчетов
ɷ(С) = 83,3% выбираем образец алкана количеством вещества 1 моль, тогда масса
углерода в нем составит 12n, а молярная масса 12n +2n +2 =14n +2
Формула По условию задачи
алкана? 12n
14n+2 = 0,833
Решив это уравнение n, получим : n=5, следовательно, формула С5Н12
Ответ: С5Н12
Задача №5 Установите молекулярную формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, кальциевая соль которой содержит 49,23% кислорода.
ɷ(О) =49,23% Записываем предполагаемую формулу кальциевой соли предельной
одноосновной карбоновой кислоты:
Формула кислоты? (СnH2n+1COO)2Ca
Cледовательно на 4 атома кислорода в этой формуле приходится 49,23%,
х 50,77%
х =66- 40 (Са) =26, то есть на
СnH2n+1C /2 =13, почему на 2 делим,т.к (СnH2n+1COO)2
Ответ:(НСОО)2Са -формиат
кальция
Занятие №6 по теме: « Вывод молекулярной формулы вещества по относительной плотности его паров и массе, объему или количеству вещества».
Задача №1 При взаимодействии 35,52 г предельного одноатомного спирта с избытком натрия выделилось 0,48 г водорода. Установите формулу спирта?
Задача №1 Записываем уравнение взаимодействия предельного одноатомного
m(СnH2n+1OH)=35,52г спирта с избытком натрия:
m(H2)= 0,48г 0,48г х
2СnH2n+1OH + 2Na = 2СnH2n+1ONa +H2
2 моль 1 моль
Формула спирта? n(H2)= 0,48/2 =0,24 моль
M =35,52/0,48 =74 г/моль
14n + 18 =74
14n=56
n=4
Ответ: С4Н9ОН-бутанол
Задача №2 При взаимодействии 23г предельного одноатомного спирта с избытком натрия выделилось 5,69л газа. Определите молекулярную формулу спирта?
Задача №2 1.Записываем уравнение взаимодействия предельного одноатомного
спирта с избытком натрия:
m(СnH2n+1OH)=23г 2СnH2n+1OH + 2Na = 2СnH2n+1ONa +H2
V(H2)=5,69л n(H2)= 5,6/22,4 =0,25(моль)
2.Рассчитываем молярную массу спирта
Формула спирта? n(СnH2n+1OH) =2n(H2)=0,5(моль)
М (СnH2n+1OH) = 23/0,5 =46 (г/моль)
3.Установлена молекулярная формула спирта:
М ((СnH2n+1OH)=12n+2n+1+17 =46, где n =2,
следовательно, формула спирта
С2Н5ОН -этанол
Ответ: С2Н5ОН-этанол
Задача №3 При взаимодействии 22г предельного одноатомного спирта с избытком натрия выделилось 2,8л газа. Определите молекулярную формулу спирта?
Задача №3 1.Записываем уравнение взаимодействия предельного одноатомного
m(СnH2n+1OH)=22г 2СnH2n+1OH + 2Na = 2СnH2n+1ONa +H2
V(H2)=2,8л n(H2)= 2,8/22,4 =0,125(моль)
Формула спирта? n(СnH2n+1OH) =2n(H2)=0,25(моль)
М (СnH2n+1OH) = 22/0,25 =88 (г/моль)
М ((СnH2n+1OH)=12n+2n+1+17 =88,
14n+18 =88
14n =70
n=5
С5Н11ОН -пентанол
Ответ: С5Н1ОН-пентанол
Задача №4 Сложный эфир массой 30г подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 34г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 16г спирта. Установите молекулярную формулу этого эфира?
Задача №4 30г 20г 34г 16г
m(СnH2n+1COOR) =30г СnH2n+1COOR + NaOH = СnH2n+1COONa + ROH
m( СnH2n+1COONa) =34г 1.По закону сохранения масс, можно определить массу NaOH
m(ROH) =16 г 34+16 -30 =20 (г)
2.Определяем количество вещества гидроксида натрия
Формулу эфира? n(NaOH) =20/40 =0,5(моль)
3.Находим молекулярную формулу эфира:
М= 30/0,5 =60 (г/моль), это соответствует формуле
НСООСН3 — метилформиат
Проверка:(1+12+16+16+12+1•3) =60
Ответ: НСООСН3 — метилформиат
Задача №5 Некоторая предельная одноосновная кислота массой 6г требует для полной этерификации такой же массы спирта. При этом получается 10,2г сложного эфира. Установите молекулярную формулу кислоты.
Задача №5 R-COOH +R1OH = CnH2nO2 + CxH2x+2O =C(n+x)H(2n+2x)O2 + H2O
m(спирта)=6г 6г 6г 10,2г 1,8г
m(кислоты)=6г m(H2O) = 12 -10,2 =1,8(г)
m(сл. эфира)=10,2г n(H2O) = 0,1моль
М (CnH2nO2 ) = 60г/моль; М( CxH2x+2O) = 60г/моль;
Молекулярная формула? 14n+32 =60 14x +18 =60
n =2 x+3
Следовательно, формула кислоты СН3СООН
Ответ:СН3СООН
Занятие №7 по теме: «Задачи на вывод формулы вещества на основе общей формулы гомологического ряда органических соединений».
Задача №1 На полное гидрирование этиленового углеводорода массой 2,8г израсходован водород объемом 0,896л. Какова молярная масса и структурная формула этого соединения, имеющего неразветвленную цепь углеродных атомов?
m(CnH2n) =2,8г 1.Находим количество вещества водорода:
V(H2)=0,896л n(H2) =V(H2)/Vm =0,896/22,4 =0,04(моль)
Составляем уравнение реакции в общем виде:
М (CnH2n) ? 0,04 0,04
Формулу CnH2n + Н2 = CnH2n+2
алкена? 1моль 1 моль
2.Находим молярную массу углеводорода
Из уравнения реакции следует, что
n(CnH2n ) = n(Н2) =0,04 моль,
3.Находим значение n: M(CnH2n ) =12n +2n =14n
Составляем уравнение: 14n =70, отсюда n = 70/14 =5,
следовательно, формула углеводорода С5Н10 (пентен-1 или пентен-2)
Ответ: С5Н10 ;М(С5Н10 ) =70г/моль
Задача №2 Определите формулу предельного одноатомного спирта,если при дегидратации его образца объемом 37 мл и плотностью 1,4 г/мл получили алкен массой 39,2 г
Задача №2 1.Определяем массу спирта:
V(СnH2n+1OH) =37 мл m (СnH2n+1OH) = V( СnH2n+1OH )• p =37• 1,4 =51,8(г)
р =1,4 г/мл 2.Составляем уравнение реакции в общем виде:
m( CnH2n)= 39,2 г СnH2n+1OH→ CnH2n +Н2О
3.Молярная масса спирта равна:
Формулу спирта? М( СnH2n+1OH) = 12n +2n +1+ 16+1 = 14n +18 (г/моль)
4.Молярная масса алкена равна:
М( CnH2n)= 12n +2n =14n (г/моль)
5.Вычисляем количество вещества спирта и алкена:
n(СnH2n+1OH) = m(СnH2n+1OH) /M(СnH2n+1OH) =51,8/14n+18 (моль)
n(CnH2n) =m(CnH2n)/M (CnH2n)=39,2/14n (моль)
6.Находим значение количества вещества. Из уравнения реакции
следует, что n (СnH2n+1OH) =n( CnH2n), т.е. 51,8/14 n+18 =39,2/14n,
отсюда n=4; cледовательно, формула спирта С4Н9ОН
Ответ: С4Н9ОН
Задача №3 Алкен имеет плотность паров по водороду 21. Определите формулу алкена?
Задача №3 1.Формула алкена: CnH2n
DпоН2 =21 2.Молярная масса алкана равна:
Найти формулу М (CnH2n ) =21•2=42(г/моль)
алкена? 3.Находим значение n
M (CnH2n ) =12n+2n =14n
Составляем уравнение: 14n =42
n = 3; следовательно, формула алкена С3Н6 -пропен
Ответ:С3Н6 -пропен
Задача №4 Алкен прогидрировали в присутствии катализатора. В образовавшемся соединении содержание водорода стало на 1,5% больше. Установите формулу исходного алкена.
Задача №4 Общая формула гомологического ряда алкенов CnH2n, содержание
Ѡ(Н)= на 1,5% водорода у всех представителей этого ряда одинаково
Формулу алкена? и равно 2n/14 =0,143 или 14,3%. По условию задачи содержание
водорода в конечном алкане стало 14,3 + 1,5 +15,8%. Общая
формула гомологического ряда алканов СnH2n+2, содержание водорода в
них составит Ѡ(Н) =(2n+2)/14n+2 = 0,158
Решив это уравнение относительно n, получим n =8
Ответ: С8Н16-октен
Задача №5 В соединении класса диолов содержание углерода на 17,8% больше, чем содержание кислорода. Установите формулу соединения.
Ѡ(С) =на 17,8% Общая формула гомологического ряда диолов СnH2n+2О2
Молярная масса 12n + 2n + 2•16 = 14n +34
Формулу соединения? Содержание кислорода:
Ѡ(О) =32/14n +34•100;
Содержание углерода:
Ѡ(С) =12n/14n +34•100
По условию задачи (3200/14n +34) +17,8 = 1200n/14n+34
Решив это уравнение, получим n =4
Ответ:С4Н10О2
Занятие №8 по теме: « Решение задач на смеси»
Теория:
1.Составить уравнения реакций тех превращений, которые упоминаются в условии;
2.Рассчитать количество и массы «чистых веществ»;
3.Установить причинно-следственные связи между реагирующими веществами, то есть определить — количество какого вещества требуется найти и по какому из реагирующих веществ будет производиться расчет.
4.Произвести расчеты по уравнениям реакций, то есть рассчитать количество искомого вещества, после чего найти его массу(или объем газа);
5.Ответить на дополнительные вопросы,сформулированные в условии;
Задача №1 Смесь магниевых и цинковых опилок обработали избытком разбавленной серной кислоты, при этом выделилось 22,4 л Н2. Если такую же массу смеси обработать избытком раствора NaOH, то выделится 13,44 л водорода. Найти массовую долю магния в исходной смеси?
V(H2)=22,4л 1.Записываем уравнения реакции:
V1(H2)=13,44л Mg +H2SO4= MgSO4 + H2
Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2
ɷ(Mg)%? Zn + NaOH +2H2O = Na2[Zn(OH)4] +H2
2.Находим количество вещества цинка и его массу:
n(Zn) =n(H2) =13,44/22,4=0,6моль
m(Zn) = 0,6•65 =39г
3.Рассчитаем количества вещества магния в исходной смеси: объем H2,
выделяемый магнием в (1) реакции.
n(Mg) =n(H2) =8,96/22,4 =0,4 моль
m(Mg) =0,4• 24 =9,6г
4.Находим массовую долю магния:
ɷ(Mg) =m(Mg)/m смеси =9,6 /9,6+39 =0,198 =19,8%
Ответ:ɷ(Mg) =19,8%
Задача №2 Смесь карбоната лития и карбоната бария обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 4,48л газа и образовалось 11,65г осадка. Определите массовую долю карбоната лития в исходной смеси солей.
m (H2) =4,48л 1.Записываем химические уравнения:
m (BaSO4) = 11,65г Li2CO3 + Н2SO4 =LiSO4 + CO2 +H2O
BaCO3 + Н2SO4 = BaSO4 +CO2 +H2O
ɷ Li2CO3 %? 2.Находим количество вещества углекислого газа и сульфата бария:
n(CO2)общая 4,48/22,4 =0,2 (моль)
n(BaSO4 ) =11,65/233 =0,05 (моль)
n(CO2 из реакции с BaCO3)= n(BaSO4 )=0,05 моль
n(CO2 из реакции с Li2CO3)=0,20-0,05 =0,15 моль
n(Li2CO3) = n(CO2) =0,15 моль
3.Находим массы карбоната бария, карбоната лития, смеси:
m(BaCO3) =0,05 • 197 =9,8г
m((Li2CO3) =0,15•74 =11,10г
m(смеси) =9,85 +11,10 =20,95г
4.Определяем массовую долю карбоната лития в исходной смеси:
ɷ (Li2CO3) =11,10/20,95 =0,53 =53%
Ответ: ɷ (Li2CO3)=53%
Задача №3 Смесь гидросульфата и сульфата натрия с массовой долей сульфата в ней 60% может вступить в реакцию с 144мл 10% NaОН (p =1,11г/мл). На исходную смесь подействовали избытком раствора гидроксида бария. Найдите массу сульфата бария?
ɷ(Na2SO4) = 60% 1.Запишем уравнения реакций:
V(р-раNaOH)=144мл NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
ɷ (р-раNaOH)=10% NaHSO4 + Ba(OH)2= BaSO4 + NaOH +H2O
p(р-раNaOH) =1,11г/мл Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2NaOH
2.Находим количества вещества:
m(BaSO4)- г? n(NaOH) =144•1,11• 0,1/40 =0,4(моль)
n (NaHSO4) = n(NaOH) =0,4моль
m((NaHSO4) =0,4•120 =48(г)
3.Находим массу смеси и массу сульфата натрия:
m(смеси) =48/0,4 =120(г)
m(Na2SO4) =120-48=72(г)
n( Na2SO4)=72/142 =0,5 (моль)
4.Определяем количество вещества сульфата бария и массу
осадка:
n(BaSO4)= n( Na2SO4) = 0,5моль
n(BaSO4)=n(NaHSO4)=0,4моль
n(BaSO4)=0,5+0,4=0,9моль
m(BaSO4)=0,9•233=209,7(г)
Ответ:m(BaSO4)=209,7г
Задача №4 Смесь опилок алюминия и железа обработали разбавленной соляной кислотой при этом выделилось 8,96л водорода. Если такую же массу смеси обработать избытком NaOH, то выделится 6,72л водорода. Массовая доля железа в исходной смеси?
V1(H2)=8,96л 1.Записываем уравнения реакции:
V2(H2)=6,72л Fe +2HCl =FeCl2 +H2 (a)
2Al +6HCl =2AlCl3 + 3H2 (б)
ɷ(Fe)-%? 2Аl + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4 ] + 3H2 (в)
2.Определяем количество вещества алюминия и его массу:
n(Al ) =2/3n(H2) = 2/3 • (6,72/22,4) =0,2 (моль)
m(Al) =0,2•27=5,4(г)
3.Рассчитываем количество вещества железа в исходной смеси, объем
водорода выделяемый в реакции:
V( H2 ) =8,96-6,72 =2,24(л)
n(Fe) =n((H2) =2,24/22,4 =0,1(моль)
m(Fe) =0,1•56 =5,6(г)
4.Рассчитываем массовую долю железа в смеси:
ɷ(Fe)=5,6/5,6+5,4=0,509 =50,9%
Ответ: ɷ(Fe)=50,9%
Задача №5 При сгорании 15,4г смеси магния и цинка образовалось 20,2г смеси продуктов реакции. Определите массовые доли веществ в смеси.
m(смеси)=15,4г 1.Записываем уравнения реакций:
m(продуктов)=20,2г 2Zn +O2 = 2ZnO (1)
2Mg +O2 = 2MgO (2)
ɷ(Zn)%? 2.Пусть в смеси х моль Zn и у Mg, тогда:
ɷ(Mg)%? а) m(Zn) =65x г, m(Mg) =24y г,
65х + 24у =15,4
б) по уравнению (1)
образуется х моль ZnO, m(ZnO) =81х г
в) по уравнению (2)
образуется у моль MgO, m(MgO) =40у г, следовательно:
81х +40у =20,2
3.Составляем и решаем систему уравнений:
{65х +24у =15,4 {x=0,2
{81х +40у =20,2 {y=0,1
4.Рассчитываем массовые доли Zn и Mg:
а) m(Zn) = 0,2• 65 =13 (г)
ɷ(Zn) =13/15,4 =0,84442 или 84,42%
б) m(Mg) = 0,1• 24 =2,4(г)
ɷ(Mg) = 2,4/15,4 =0,1558 или 15,58%
Ответ:ɷ(Zn)=84,42%,ɷ(Mg) =15,58%