Мастер класс по решению задач ЕГЭ (презентация)

40 (С5) Нахождение молекулярной формулы веществ

Решение задачи будет включать четыре последовательные операции:

1. нахождение количества вещества по химической реакции (продуктам горения);

2. определение молекулярной формулы вещества;

3. составление структурной формулы вещества, исходя из молекулярной формулы и качественной реакции;

4. составление уравнения качественной реакции.

Формула

Химическая формула — условное обозначение химического состава и структуры веществ с помощью символов химических элементов, числовых и вспомогательных знаков (скобок, тире и т. п. ).

Истинная (брутто-формула, молекулярная )– отражает состав (точное количество атомов каждого элемента в одной молекуле), но не структуру молекул вещества.

Простейшая формула – формула, в которой отражено минимальное целочисленное отношение химических элементов.

Истинная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей. 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 плотность газа или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.

Структурная формула – это разновидность химической формулы, графически описывающая расположение и порядок связи атомов в соединении, выраженное на плоскости.

Решим задачу:

При сжигании образца некоторого органического соединения массой 14, 8 г получено 35, 2 г углекислого газа и 18, 0 г воды. Известно, что относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 37. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при взаимодействии этого вещества с оксидом меди (II) образуется кетон.

На основании данных условия задания:

1) произведите необходимые вычисления;

2) установите молекулярную формулу исходного органического вещества;

3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

4) напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди (II).

Полную информацию смотрите в файле. 

40 (С5) Нахождение молекулярной формулы веществ

Решение задачи будет включать четыре последовательные операции :

• нахождение количества вещества по химической реакции (продуктам горения);
• определение молекулярной формулы вещества;
• составление структурной формулы вещества, исходя из молекулярной формулы и качественной реакции;
• составление уравнения качественной реакции.

Формула

Химическая формула — условное обозначение химического состава и структуры веществ с помощью символов химических элементов, числовых и вспомогательных знаков (скобок, тире и т.п.).

• Истинная (брутто-формула, молекулярная )– отражает состав (точное количество атомов каждого элемента в одной молекуле), но не структуру молекул вещества.
• Простейшая формула – формула, в которой отражено минимальное целочисленное отношение химических элементов.

Истинная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей. 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 плотность газа или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.

• Структурная формула – это разновидность химической формулы, графически описывающая расположение и порядок связи атомов в соединении, выраженное на плоскости.

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 29  г/моль (исходя из примерного усреднённого состава). Поэтому:

Решим задачу:

При сжигании образца некоторого органического соединения массой 14,8 г получено 35,2 г углекислого газа и 18,0 г воды. Известно, что относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 37. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при взаимодействии этого вещества с оксидом меди (II) образуется кетон.

На основании данных условия задания:

1) произведите необходимые вычисления;

2) установите молекулярную формулу исходного органического вещества;

3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

4) напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди (II).

При сжигании образца некоторого органического соединения массой 14,8 г получено 35,2 г углекислого газа и 18,0 г воды. Известно, что относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 37.

40

Решение:

С x H y + O 2  CO 2 + H 2 O

Дано:

1) а) С → CO 2

n ( CO 2 ) = m / M = 35,2 г / 44 г/моль = 0 ,80 моль

n ( CO 2 ) = n ( C ) = 0,8 моль

б) 2Н → H 2 O

n ( H 2 O ) = 18,0 г / 18 г/моль = 1 ,0 моль

n (Н) = 2 n ( H 2 O ) = 2,0 моль

m ( С х H y O z ) = 14 , 8 г

0, 80 моль 0, 8 0 моль

m (CO 2 ) = 35,2 г

m (H 2 O) = 18 г

D H 2 = 37

С х H y O z – ?

2 , 0 моль 1 ,0 моль

M (CO 2 ) = 44 г/моль

M (H 2 O ) = 18 г/моль

m (в-ва)= m ( C) + m ( H) + m (О ) m = n · M

в) m ( C) + m ( H) = 0,8·12 + 2,0·1 = 11,6 г (кислород имеется)

m (О ) = 14,8 г – 11,6 г = 3,2 г

n ( O ) = 3,2 / 16 = 0, 20 моль

2) Определяем истинную формулу вещества:

M ист (С х H у O z ) = D H 2 · M H 2 = 37 · 2 = 74 г/моль

х : y : z = 0,80 : 2,0 : 0,20 = 4 : 10 : 1

Вычисленная простейшая формула – С 4 H 10 O

M выч (С 4 H 10 O ) = 74 г/моль

Истинная формула (молекулярная) исходного вещества – С 4 H 10 O

40

3) Составляем структурную формулу вещества исходя из истинной формулы и качественной реакции:

4) Записываем уравнение реакции вещества с оксидом меди (II) :

Задача 2.

При сгорании вторичного амина получили 26,88 л (н.у.) углекислого газа, 32,4г воды и 4,48 л (н.у.) азота.

На основании данных условия задания:

1) произведите необходимые вычисления;

2) установите молекулярную формулу исходного органического вещества;

3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

4) напишите уравнение реакции этого вещества с хлорэтаном.

При сгорании вторичного амина получили 26,88 л (н.у.) углекислого газа, 32,4 г воды и 4,48 л (н.у.) азота.

40

Решение:

R 2 NH + O 2  CO 2 + H 2 O + N 2

Дано:

V (CO 2 ) = 26,88 л

1) а) С → CO 2

n ( CO 2 ) = V / V m = 26 , 88 л / 22,4 л/моль = 1,2 моль

n ( CO 2 ) = n ( C ) = 1,2 моль

б) 2Н → H 2 O

n ( H 2 O ) = m / M = 32,4 г / 18 г/моль = 1 , 8 моль

n (Н) = 2 n ( H 2 O ) = 3 , 6 моль

1,2 моль 1,2 моль

V (H 2 O) = 32,4 г

V (N 2 ) = 4,48 л

R 2 NH – ?

V m = 22,4 л/моль

M (H 2 O ) = 18 г/моль

3,6 моль 1 ,8 моль

40

в) 2N → N 2

n ( N 2 ) = V m / V = 4,4 8 л / 22,4 л/моль = 0 ,2 0 моль

n ( N ) = n (( N 2 ) = 0 , 40 моль

2) Определяем простейшую формулу вещества:

n ( C ) : n ( H ) : n ( N ) = 1,2 : 3,6 : 0,40 = 3 : 9 : 1

Вычисленная простейшая формула – С 3 H 9 N

Истинная формула исходного вещества – СH 3 – NH – C 2 H 5

0 , 40 моль 0 ,2 0 моль

40

3) Составляем структурную формулу вещества исходя из истинной формулы и качественной реакции:

4) Записываем уравнение реакции вещества с хлорэтаном:

Спасибо за внимание!