Решение задач на нахождение молекулярной формулы углеводорода по его плотности и массовой доле элементов

Цели урока: 

Образовательные:

 Закрепить практические навыки в решении задач; закрепить знание понятий «углеводороды», «массовая доля», «количество вещества», «относительная плотность»; «плотность».

научить учащихся   решать задачи на нахождение молекулярной формулы вещества на основании его плотности, относительной плотности, массовой доли химических элементов в веществе.

сформировать умения определять состав органических веществ исходя из знания массовых долей элементов.

Развивающие:  развивать умения анализировать, сравнивать, применять теоретические знания на практике для решения задач;

Воспитательные: способствовать формированию  научного мировоззрения.

 Оборудование: таблица «Периодическая система», интерактивная доска, компьютер.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.
2. Целеполагание.

 Знакомство  класса  с темой урока, целью и задачами урока.

3. Актуализация знаний учащихся.

Какие классы углеводородов мы изучили?

Общая формула алканов - предельных углеводородов?

Общая формула  этиленовых углеводородов?

Общая формула ацетиленовых углеводородов?

Общая формула диеновых углеводородов?

4. Изучение новой темы.

Сегодня мы научимся определять формулы углеводородов на основании плотности, относительной плотности и массовым долям химических элементов в веществе. Существует два типа задач: определение по массовым долям элементов и по продуктам сгорания веществ. Сегодня мы научимся решать задачи первого типа.

1-й тип задач. Определение молекулярной формулы вещества на основании результатов количественного анализа (массовой доли элементов), плотности  и относительной плотности.

Задача №1. Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержание углерода в котором 80%, а водорода-20%, относительная плотность по водороду равна 15.

Дано:

 w (C)=80%

 w (H)=20%

 D (H₂)=15

 Найти:

Молекулярная

формула-?

Решение:  1-й способ.

1).Определяем Mr вещества.

D (H₂)=Mr (вещ-ва) : Mr (H₂);

Mr (вещ-ва)  = D(H₂)*Mr(H₂); Mr =15*2=30

2).Определяем, сколько по массе приходится на углерод:

30-100%

x-80%             x=24 (C)‏

3).Определяем, сколько по массе приходится на водород:

m(H)=30-24=6.

4). Определяем число атомов углерода и водорода в данном веществе:

n(C)=24:12=2 атома;

n(H)=6:1=6 атомов.           Формула вещества С₂ Н₆ -этан

Задача№2.  Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержание углерода в котором составляет 75%, а относительная плотность по кислороду равна 0,5.

Решение:

1.Определяем Mr вещества.

D (O₂)=Mr вещ-ва : Mr (О₂);

Mr вещ-ва = D(О₂)*Mr(О₂); Mr =0,5*32=16

2.Определяем, сколько по массе приходится на углерод:

16-100%

x-75%                 x=12 (C)‏

3.Определяем, сколько по массе приходится на водород:

m(H)=16-12=4.

4. Определяем число атомов углерода и водорода в данном веществе:

n(C)=12:12=1 атома;

n(H)=4:1=4 атомов.        Формула вещества СН₄ метан.

Задача №3. Установлено, что в состав газообразного вещества входят 85,7% углерода и 14,3% водорода. Плотность газа равна 1,25 г/л. Найдите молекулярную формулу.

Решение:      1). М=ρ*Vm

М = 1,25 г/л * 22,4 л/моль= 28 г/моль

[М] = Мr , следовательно      Мr (СхНу) = 28

2). 28-100%                          

     х-85,7%         х= 24 (С)‏

3). m(Н) =28-24 =4

4). n(C) = 24:12= 2 атома.       

     n (Н) = 4:1 = 4 атома.       Формула вещества  С₂Н₄ - этилен.

Задача №4. Выведите формулу вещества, содержащего 82,75% углерода и 17,25% водорода. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2.

1). М=29*2=58 г/моль.

2). 58-100%

      х-82,75%         х= 48 (С)‏

3). m(Н) =58-48= 10

4). n(C) = 48:12= 4 атома. 

     n (С) = 10:1 = 10 атомов.   Формула вещества  С₄Н₁₀ - бутан.

Задача №5. Выведите формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода, если относительная плотность по водороду равна 22.

1). D (H₂)=Mr (вещ-ва) : Mr (H₂);

Mr (вещ-ва) = D(H₂)*Mr(H₂); Mr =22*2=44

2). 44-100%       

     х-81,8%         х= 36 (С)‏

3). m(Н) =44-36 =8

4). n(C) = 36:12= 3 атома;  n (Н) = 8:1 = 8 атомов. Формула вещества  С₃Н₈ - пропан.

Задача №6. Определите молекулярную формулу углеводорода, если массовая доля углерода равна 85,75%, а водорода — 14,3%.Относительная плотность этого вещества по азоту примерно равна 2.

D (H₂)=Mr (вещ-ва) : Mr (N₂);

Mr (вещ-ва) = D_(N2)*Mr(N₂); Mr =2*28=56

2). 56-100%               

      х-85,75%         х= 48 (С)‏

3). m(Н) =56-48=8

4). n(C) = 48:12=4 атома.                     

     n (Н) = 8:1 = 8 атомов.      Формула вещества  С₄Н₈ - бутен.

5.  Закрепление.

Задачи для самостоятельного  решения.

Вариант №1.Выведите формулу вещества, содержащего 85,71% углерода и 14,29% водорода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 21.

Вариант №2. Выведите формулу вещества, содержащего 92,3% углерода и 7,3% водорода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 13.

Ответ:

вариант №1. С₃Н₆- пропен

вариант №2. С₂Н₂- ацетилен.

Дополнительно:

Установите молекулярную формулу углеводорода, если плотность его равна 1,97 г/л, а массовая доля углерода составляет 82%. (ответ: С₃Н₈).

Определите формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором 82,2%, а плотность этого вещества составляет 2,59 г/л. (ответ: С₄Н₁₀).

6. Домашнее задание.
7. Подведение итогов урока, выставление оценок.