Меню
Разработки
Разработки  /  Химия  /  Подготовка к ЕГЭ  /  11 класс  /  Решение задач "Нахождение молекулярной формулы вещества" Задание 40(С5)

Решение задач "Нахождение молекулярной формулы вещества" Задание 40(С5)

В данных материалах представлены задачи раздела С5 по теме "Нахождение молекулярной формулы вещества", начиная с теоретических положений, далее рассматриваются задачи от самых простых до самых сложных.

03.11.2016

Содержимое разработки

Нахождение молекулярной формулы вещества. Задание 40. Зыбанова Людмила Григорьевна, учитель химии МБОУ гимназии № 2

Нахождение молекулярной формулы вещества. Задание 40.

Зыбанова Людмила Григорьевна, учитель химии МБОУ гимназии № 2

Решение задач Формулы в общем виде: Алканы M(С n H 2n+2 )=12n+2n+2=14n+2; Алкены, циклоалканы M(С n H 2n )=12n+2n=14n; 3. Алкины и алкадиены M(С n H 2n-2 )=12n+2n-2=14n-2; 4. Арены (ароматические углеводороды) M(С n H 2n-6 )=12n+2n-6=14n-6; 5. Предельные одноатомные спирты и простые эфиры   M(С n H 2n+1 OH)=12n+2n+18=14n+18; 6. Многоатомные спирты. Выведем формулу, исходя из алкана: С n H 2n+2 →С n H 2n-1 -(OH) 3 →С n H 2n+2 O 3 ; M(С n H 2n+2 O 3 )=12n+2n+50= 14n+50 ; 7. Предельные альдегиды и кетоны M(С n H 2n+1 СOH)=12n+2n+30=14n+30; 8. Предельные карбоновые кислоты и сложные эфиры M(С n H 2n+1 -СOOH)=12n+2n+46= 14n+46 ; (n-количество атомов углерода, не входит карбоксильный атом углерода); 9. Предельные первичные амины M(С n H 2n+1 -NH 2 )=12n+2n+17= 14n+17 ; 10. Предельные аминокислоты M(С n H 2n (NH 2 )COOH)=12n+2n+16+45= 14n+61 ; 11. Предельные нитропроизводные M(С n H 2n+1 NO 2 )=12n+2n+47= 14n+47 ;

Решение задач

Формулы в общем виде:

  • Алканы M(С n H 2n+2 )=12n+2n+2=14n+2;
  • Алкены, циклоалканы M(С n H 2n )=12n+2n=14n;

3. Алкины и алкадиены M(С n H 2n-2 )=12n+2n-2=14n-2;

4. Арены (ароматические углеводороды) M(С n H 2n-6 )=12n+2n-6=14n-6;

5. Предельные одноатомные спирты и простые эфиры M(С n H 2n+1 OH)=12n+2n+18=14n+18;

6. Многоатомные спирты. Выведем формулу, исходя из алкана:

С n H 2n+2 →С n H 2n-1 -(OH) 3 →С n H 2n+2 O 3 ; M(С n H 2n+2 O 3 )=12n+2n+50= 14n+50 ;

7. Предельные альдегиды и кетоны M(С n H 2n+1 СOH)=12n+2n+30=14n+30;

8. Предельные карбоновые кислоты и сложные эфиры

M(С n H 2n+1 -СOOH)=12n+2n+46= 14n+46 ;

(n-количество атомов углерода, не входит карбоксильный атом углерода);

9. Предельные первичные амины M(С n H 2n+1 -NH 2 )=12n+2n+17= 14n+17 ;

10. Предельные аминокислоты M(С n H 2n (NH 2 )COOH)=12n+2n+16+45= 14n+61 ;

11. Предельные нитропроизводные M(С n H 2n+1 NO 2 )=12n+2n+47= 14n+47 ;

Решение задач Пример . Установите молекулярного формулу предельного трехатомного спирта, массовая доля водорода в котором равна 10%. Решение: Выражаем формулу в общем виде предельного трехатомного спирта: C n H 2n+2 O 3 ;   M(трехат.спирта)= 14n+50 ; ω=m(H)/M(трехат.спирт);  0,1=2n+2/14n+50; 1,4+5=2n+2; 3=0,6n;   n=3/0,6=5; Ответ: С 5 H 12 O 3 или C 5 H 9 (OH) 3  Пример . Монобромпроизводное алкана содержит 35% углерода по массе. Определите молекулярную формулу этого соединения. Решение: Выражаем в общем виде монопроизводное алкана: M(C n H 2n+1 Br)=12n+2n+81= 14n+81 ; ω=m(C)/M(монобромпроиз.); 0,35=12n/14n+81;  4,9n+28,35=12n;   28,35=7,1n; n=28,35/7,1=3,99≈4; Ответ: С 4 H 9 Br

Решение задач

Пример . Установите молекулярного формулу предельного трехатомного спирта, массовая доля водорода в котором равна 10%.

Решение:

Выражаем формулу в общем виде предельного трехатомного спирта: C n H 2n+2 O 3 ; M(трехат.спирта)= 14n+50 ;

ω=m(H)/M(трехат.спирт); 0,1=2n+2/14n+50;

1,4+5=2n+2; 3=0,6n; n=3/0,6=5;

Ответ: С 5 H 12 O 3 или C 5 H 9 (OH) 3

Пример . Монобромпроизводное алкана содержит 35% углерода по массе. Определите молекулярную формулу этого соединения.

Решение:

Выражаем в общем виде монопроизводное алкана:

M(C n H 2n+1 Br)=12n+2n+81= 14n+81 ;

ω=m(C)/M(монобромпроиз.);

0,35=12n/14n+81; 4,9n+28,35=12n; 28,35=7,1n;

n=28,35/7,1=3,99≈4;

Ответ: С 4 H 9 Br

Решение задач Пример . Пары одного из монобромалканов в 61,5 раз тяжелее водорода. Установите молекулярную формулу этого вещества. Решение: D H2 =61,5; M(C n H 2n+1 Br)=61,5∙2=123 г/моль; M(C n H 2n+1 Br)=14n+81; 14n+81=123;  14n=42; n=42/14=3; Ответ: С 3 H 7 Br   Пример . Установите молекулярную формулу диена, относительная плотность паров которого по воздуху 1,862. Решение: D возд. =1,862;  M(C n H 2n-2 )=1,862∙29=53,998 г/моль≈54 г/моль; M(C n H 2n-2 )=14n-2;  14n-2=54;  14n=56;  n=56/14=4; Ответ: С 4 H 6

Решение задач

Пример . Пары одного из монобромалканов в 61,5 раз тяжелее водорода. Установите молекулярную формулу этого вещества.

Решение:

D H2 =61,5; M(C n H 2n+1 Br)=61,5∙2=123 г/моль;

M(C n H 2n+1 Br)=14n+81; 14n+81=123; 14n=42; n=42/14=3;

Ответ: С 3 H 7 Br

 

Пример . Установите молекулярную формулу диена, относительная плотность паров которого по воздуху 1,862.

Решение:

D возд. =1,862; M(C n H 2n-2 )=1,862∙29=53,998 г/моль≈54 г/моль;

M(C n H 2n-2 )=14n-2; 14n-2=54; 14n=56; n=56/14=4;

Ответ: С 4 H 6

Решение задач Пример . Массовая доля кислорода в предельной одноосновной карбоновой кислоте равна 43,24%. Установите молекулярную формулы кислоты. Решение: Составляем формулу предельной одноосновной кислоты в общем виде: C n H 2n+1 COOH=12n+2n+46= 14n+46 ; ω(O)=m(O)/M(к-ты.); 0,4324=32/14n+46;   6,0536n+19,8904=32; 6,0536n=12,1096;  n=2; (без карбоксильного атома углерода); Ответ: С 2 H 5 -COOH

Решение задач

Пример . Массовая доля кислорода в предельной одноосновной карбоновой кислоте равна 43,24%. Установите молекулярную формулы кислоты.

Решение:

Составляем формулу предельной одноосновной кислоты в общем виде:

C n H 2n+1 COOH=12n+2n+46= 14n+46 ;

ω(O)=m(O)/M(к-ты.);

0,4324=32/14n+46; 6,0536n+19,8904=32; 6,0536n=12,1096;

n=2; (без карбоксильного атома углерода);

Ответ: С 2 H 5 -COOH

Решение задач Пример . Соль серебра(I) и одноосновной карбоновой кислоты обработана избытком хлора. Образовались хлорпроизводное углеводорода, углекислый газ и осадок хлорида серебра(I). Плотность пара хлорпроизводного по воздуху равна 3,19. Выведите формулу исходной соли. Решение: Составляем уравнение реакции: C n H 2n+1 СOOAg+Cl 2 →AgCl↓+CO 2 + C n H 2n+1 Cl; D(возд.)=M(C n H 2n+1 Cl)/29=3,19; M(C n H 2n+1 Cl)=3,19∙29=92,5 г/моль; M(C n H 2n+1 Cl)=14n+1+35,5=14n+36,5; 14n+36,5=92,5;  14n=56;  n=56/14=4;   С 4 H 9 Cl; Ответ: С 4 H 9 -COOAg

Решение задач

Пример . Соль серебра(I) и одноосновной карбоновой кислоты обработана избытком хлора. Образовались хлорпроизводное углеводорода, углекислый газ и осадок хлорида серебра(I). Плотность пара хлорпроизводного по воздуху равна 3,19. Выведите формулу исходной соли.

Решение:

Составляем уравнение реакции:

C n H 2n+1 СOOAg+Cl 2 →AgCl↓+CO 2 + C n H 2n+1 Cl;

D(возд.)=M(C n H 2n+1 Cl)/29=3,19;

M(C n H 2n+1 Cl)=3,19∙29=92,5 г/моль;

M(C n H 2n+1 Cl)=14n+1+35,5=14n+36,5;

14n+36,5=92,5; 14n=56; n=56/14=4; С 4 H 9 Cl;

Ответ: С 4 H 9 -COOAg

Решение задач Пример . Выведите формулу предельного сложного эфира, если для омыления 24 г этого вещества необходимо взять 160 г 10%-ного раствора едкого натра. Решение: ω=m(в-ва) ∙100%/m(р-ра.);  m(NaOH)=16 г; n(NaOH)=16/40=0,4 моль; R 1 -СOOR 2 +NaOH→ R 1 -СOONa+R 2 OH; 0,4 моль 0,4 моль M(слож.эфира)=m/n=24/0,4=60 г/моль; M(14n+46)=60 г/моль; 14n=60-46=14;  14n=14;  n=14/14=1; Ответ: С 2 H 4 O 2 или H-COO-CH 3

Решение задач

Пример . Выведите формулу предельного сложного эфира, если для омыления 24 г этого вещества необходимо взять 160 г 10%-ного раствора едкого натра.

Решение:

ω=m(в-ва) ∙100%/m(р-ра.); m(NaOH)=16 г; n(NaOH)=16/40=0,4 моль;

R 1 -СOOR 2 +NaOH→ R 1 -СOONa+R 2 OH;

0,4 моль 0,4 моль

M(слож.эфира)=m/n=24/0,4=60 г/моль;

M(14n+46)=60 г/моль;

14n=60-46=14; 14n=14; n=14/14=1;

Ответ: С 2 H 4 O 2 или H-COO-CH 3

Решение задач Пример . Выведите формулу этилового эфира одноосновной карбоновой кислоты, если при омылении 14,8 г этого эфира с помощью едкого натра получено 9,2 г этанола. Решение: n(C 2 H 5 OH)=9,2/46=0,2 моль;    t,кат.  С n H 2n+1 СOO-C 2 H 5 +NaOH→ С n H 2n+1 СOONa+C 2 H 5 OH;  0,2 моль 0,2 моль M(слож.эфира)=m/n=14,8/0,2=74 г/моль;  M(С n H 2n+1 -СOO-C 2 H 5 )=14n+74=74;  14n=0; Атомов углерода в радикале кислоты нет, т.е. кислота в составе сложного эфира – муравьиная.     O-C 2 H 5   Ответ: С 3 H 6 O 2 или H-C=O – этиловый эфир муравьиной кислоты (этилформиат)

Решение задач

Пример . Выведите формулу этилового эфира одноосновной карбоновой кислоты, если при омылении 14,8 г этого эфира с помощью едкого натра получено 9,2 г этанола.

Решение:

n(C 2 H 5 OH)=9,2/46=0,2 моль;

t,кат.

С n H 2n+1 СOO-C 2 H 5 +NaOH→ С n H 2n+1 СOONa+C 2 H 5 OH;

0,2 моль 0,2 моль

M(слож.эфира)=m/n=14,8/0,2=74 г/моль;

M(С n H 2n+1 -СOO-C 2 H 5 )=14n+74=74; 14n=0;

Атомов углерода в радикале кислоты нет, т.е. кислота в составе сложного эфира – муравьиная.

O-C 2 H 5

Ответ: С 3 H 6 O 2 или H-C=O – этиловый эфир муравьиной кислоты (этилформиат)

Решение задач Пример . При взаимодействии органического вещества массой 14,8 г с металлическим натрием собрали 2,24 л (н.у.) водорода. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействии с оксидом меди (II) образуется кетон. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции получения этого вещества с оксидом меди (II). Решение: Предположим, что органическое вещество, вторичный спирт, т.к. образуется кетон: 2C n H 2n+1 OH+2Na→2C n H 2n+1 ONa+H 2 ↑;  n(H 2 )=2,24/22,4=0,1 моль;  n(спирта)=2n(H 2 )=0,1∙2=0,2 моль; M(С n H 2n+1 -OH)=14,8/0,2=74 г/моль; 14n+18=74;  14n=74-18=56;   n=4;   C 4 H 10 O H 3 C-CH-CH 2 -CH 3 ;   OH t H 3 C-CH-CH 2 -CH 3 +CuO→H 3 C-C-CH 2 -CH 3 +Cu+H 2 O;  OH O

Решение задач

Пример . При взаимодействии органического вещества массой 14,8 г с металлическим натрием собрали 2,24 л (н.у.) водорода. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействии с оксидом меди (II) образуется кетон.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

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

Решение:

Предположим, что органическое вещество, вторичный спирт, т.к. образуется кетон:

2C n H 2n+1 OH+2Na→2C n H 2n+1 ONa+H 2 ↑; n(H 2 )=2,24/22,4=0,1 моль; n(спирта)=2n(H 2 )=0,1∙2=0,2 моль;

M(С n H 2n+1 -OH)=14,8/0,2=74 г/моль;

14n+18=74; 14n=74-18=56; n=4; C 4 H 10 O

H 3 C-CH-CH 2 -CH 3 ;

  OH t

H 3 C-CH-CH 2 -CH 3 +CuO→H 3 C-C-CH 2 -CH 3 +Cu+H 2 O;

OH O

Решение задач Пример . Одноосновная карбоновая кислота, содержащая 26,1% углерода, 4,3% водорода, реагирует со спиртом с образованием вещества, плотность паров которого по воздуху равна 2,55. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции получения этого вещества при взаимодействии кислоты со спиртом. Решение:  t, кат. R 1 -COOH+HO-R 2 → R 1 -COO-R 2 +H 2 O; ω(O) в к-те =100%-26,1%-4,3%=69,6%;  ω(O) в к-те=m(O)∙100%/M(к-ты); M(к-ты)=(m(O) 100%)/ω(O) в к-те=32∙100/69,6=46 г/моль;  M(к-ты)=14n+46=46;  n=0;  OH t, кат. H-C=O – муравьиная кислота;   H-COOH+HO-C x H y →H-COOC x H y +H 2 O; M ист. (слож. эфира)=D возд. ∙M возд. =2,55∙29=74 г/моль;   M(C x H y )=74-45=29 г/моль; Если  x=1;   12+y=29;   y=17 - не может быть (кол-во атомов H);  x=2;   24+y=29;   y=29-24=5; Радикал в спирте C 2 H 5 : спирт C 2 H 5 OH;  O-CH 2 -CH 3 Молекулярная формула вещества: C 3 H 6 O 2 ; H-C=O  t, кат. H-COOH+HO-C 2 H 5 →HCOOC 2 H 5 +H 2 O

Решение задач

Пример . Одноосновная карбоновая кислота, содержащая 26,1% углерода, 4,3% водорода, реагирует со спиртом с образованием вещества, плотность паров которого по воздуху равна 2,55.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

4) Напишите уравнение реакции получения этого вещества при взаимодействии кислоты со спиртом.

Решение:

t, кат.

R 1 -COOH+HO-R 2 → R 1 -COO-R 2 +H 2 O;

ω(O) в к-те =100%-26,1%-4,3%=69,6%; ω(O) в к-те=m(O)∙100%/M(к-ты);

M(к-ты)=(m(O) 100%)/ω(O) в к-те=32∙100/69,6=46 г/моль; M(к-ты)=14n+46=46; n=0;

OH t, кат.

H-C=O – муравьиная кислота; H-COOH+HO-C x H y →H-COOC x H y +H 2 O;

M ист. (слож. эфира)=D возд. ∙M возд. =2,55∙29=74 г/моль; M(C x H y )=74-45=29 г/моль;

Если x=1; 12+y=29; y=17 - не может быть (кол-во атомов H);

x=2; 24+y=29; y=29-24=5;

Радикал в спирте C 2 H 5 : спирт C 2 H 5 OH;

O-CH 2 -CH 3

Молекулярная формула вещества: C 3 H 6 O 2 ; H-C=O

t, кат.

H-COOH+HO-C 2 H 5 →HCOOC 2 H 5 +H 2 O

Решение задач Пример . При сжигании 28,0 г газообразного органического вещества выделилось 88 г углекислого газа и 36 г воды. Плотность вещества 2,5 г/л. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействие с бромоводородом преимущественно образуется вторичное галогенпроизводное. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции этого вещества с бромоводородом. Решение: C x H y +O 2 →CO 2 +H 2 O;   C x H y O z +O 2 →CO 2 +H 2 O; n(CO 2 )=n(C)=88/44=2 моль;    m(C)=24 г; n(H 2 O)=36/18=2 моль;  n(H)=4 моль;   m(H)= 4 г; m(C)+m(H)+m(O)=28,0;    m(O)=0 – атомов кислорода нет; M ист. (C x H y )=ρ∙V m =2,5∙22,4=56 г/моль;   x:y=n(C):n(H)=2:4=1:2; M прост. (CH 2 )=14 г/моль;   M ист. /M прост. =56/14=4; Молекулярная формула C 4 H 8 ;  Структурная формула CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 и CH 3 -CH=CH-CH 3 ; CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 +HBr→CH 3 -CH-CH 2 -CH 3   или   Br CH 3 -CH=CH-CH 3 +HBr→CH 3 -CH-CH 2 -CH 3  Br

Решение задач

Пример . При сжигании 28,0 г газообразного органического вещества выделилось 88 г углекислого газа и 36 г воды. Плотность вещества 2,5 г/л. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействие с бромоводородом преимущественно образуется вторичное галогенпроизводное.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

4) Напишите уравнение реакции этого вещества с бромоводородом.

Решение:

C x H y +O 2 →CO 2 +H 2 O; C x H y O z +O 2 →CO 2 +H 2 O;

n(CO 2 )=n(C)=88/44=2 моль; m(C)=24 г;

n(H 2 O)=36/18=2 моль; n(H)=4 моль; m(H)= 4 г;

m(C)+m(H)+m(O)=28,0; m(O)=0 – атомов кислорода нет;

M ист. (C x H y )=ρ∙V m =2,5∙22,4=56 г/моль; x:y=n(C):n(H)=2:4=1:2;

M прост. (CH 2 )=14 г/моль; M ист. /M прост. =56/14=4;

Молекулярная формула C 4 H 8 ;

Структурная формула CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 и CH 3 -CH=CH-CH 3 ;

CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 +HBr→CH 3 -CH-CH 2 -CH 3 или

Br

CH 3 -CH=CH-CH 3 +HBr→CH 3 -CH-CH 2 -CH 3

Br

Решение задач Пример . При сжигании 4,6 г органического вещества выделилось 4,48 л (н.у) углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность вещества по азоту 1,643. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что натрий не вытесняет из него водород. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции структурного изомера этого вещества с натрием. Решение: C x H y +O 2 →CO 2 +H 2 O;    C x H y O z +O 2 →CO 2 +H 2 O; n(CO 2 )=n(C)=4,48/22,4=0,2 моль;  m(C)=0,2∙12=2,4 г; n(H 2 O)=5,4/18=0,3 моль;  n(H)=0,6 моль;   m(H)= 0,6 г; Составляем уравнение материального баланса: m(C)+m(H)+m(O)=4,6-2,4-0,6=1,6;   m(O)=1,6 г; n(O)=1,6/16=0,1 моль; x:y:z=0,2:0,6:0,1=2:6:1;    M прост. (C 2 H 6 O)=46 г/моль;   M ист. =D N2 ∙M(N 2 )=1,643∙28=46 г/моль;   M ист. /M прост. =46/46=1; C 2 H 6 O т.к. Na не вытесняет водород из этого вещества, то это не спирт, а простой эфир CH 3 -O-CH 3 ; Структурным изомером предельного простого эфира является предельный одноатомный спирт: 2CH 3 -CH 2 OH+2Na→2CH 3 -CH 2 -ONa+H 2 ↑

Решение задач

Пример . При сжигании 4,6 г органического вещества выделилось 4,48 л (н.у) углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность вещества по азоту 1,643. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что натрий не вытесняет из него водород.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

4) Напишите уравнение реакции структурного изомера этого вещества с натрием.

Решение:

C x H y +O 2 →CO 2 +H 2 O; C x H y O z +O 2 →CO 2 +H 2 O;

n(CO 2 )=n(C)=4,48/22,4=0,2 моль; m(C)=0,2∙12=2,4 г;

n(H 2 O)=5,4/18=0,3 моль; n(H)=0,6 моль; m(H)= 0,6 г;

Составляем уравнение материального баланса:

m(C)+m(H)+m(O)=4,6-2,4-0,6=1,6; m(O)=1,6 г; n(O)=1,6/16=0,1 моль;

x:y:z=0,2:0,6:0,1=2:6:1; M прост. (C 2 H 6 O)=46 г/моль;

M ист. =D N2 ∙M(N 2 )=1,643∙28=46 г/моль; M ист. /M прост. =46/46=1;

C 2 H 6 O т.к. Na не вытесняет водород из этого вещества, то это не спирт, а простой эфир CH 3 -O-CH 3 ;

Структурным изомером предельного простого эфира является предельный одноатомный спирт:

2CH 3 -CH 2 OH+2Na→2CH 3 -CH 2 -ONa+H 2 ↑

Решение задач Пример . При сжигании органического вещества массой 11,25 г выделилось 26,4 г углекислого газа, 2,24 л (н.у) хлороводорода и 3,6 г воды. Плотность паров вещества по азоту 4,018. В ходе исследования химических свойств вещества установлено, что при его взаимодействие со смесью концентрированных азотной и серной кислот образуется смесь двух изомеров. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции этого вещества со смесью концентрированных азотной и серной кислот. Решение: C x H y Cl z +O 2 →CO 2 +H 2 O+HCl;   C x H y Cl z O w +O 2 →CO 2 +H 2 O+HCl; n(CO 2 )=n(C)=26,4/44=0,6 моль;   m(C)=0,6∙12=7,2 г; n(H 2 O)=3,6/18=0,2 моль;    n(H)=0,4 моль; n(HCl)=n(H)=n(Cl)=2,24/22,4=0,1 моль;  m(Cl)=35,5∙0,1=3,55 г; n(H)=0,4+0,1=0,5 моль;    m(H)=0,5∙1=0,5 г; m(C)+m(H)+m(Cl)+m(O)=11,25 г;   7,2+3,55+0,5=11,25 г; m(O)=0 – атомов кислорода нет;   x:y:z=0,6:0,5:0,1=6:5:1; M прост. (C 6 H 5 Cl)=112,5 г/моль;  M ист. (C 6 H 5 Cl)=D N 2 ∙M(N 2 )=4,018∙28=112,5 г/моль; M ист. /M прост. =112,5/112,5=1;    Молекулярная формула C 6 H 5 Cl;

Решение задач

Пример . При сжигании органического вещества массой 11,25 г выделилось 26,4 г углекислого газа, 2,24 л (н.у) хлороводорода и 3,6 г воды. Плотность паров вещества по азоту 4,018. В ходе исследования химических свойств вещества установлено, что при его взаимодействие со смесью концентрированных азотной и серной кислот образуется смесь двух изомеров.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

4) Напишите уравнение реакции этого вещества со смесью концентрированных азотной и серной кислот.

Решение:

C x H y Cl z +O 2 →CO 2 +H 2 O+HCl; C x H y Cl z O w +O 2 →CO 2 +H 2 O+HCl;

n(CO 2 )=n(C)=26,4/44=0,6 моль; m(C)=0,6∙12=7,2 г;

n(H 2 O)=3,6/18=0,2 моль; n(H)=0,4 моль;

n(HCl)=n(H)=n(Cl)=2,24/22,4=0,1 моль; m(Cl)=35,5∙0,1=3,55 г;

n(H)=0,4+0,1=0,5 моль; m(H)=0,5∙1=0,5 г;

m(C)+m(H)+m(Cl)+m(O)=11,25 г; 7,2+3,55+0,5=11,25 г;

m(O)=0 – атомов кислорода нет; x:y:z=0,6:0,5:0,1=6:5:1; M прост. (C 6 H 5 Cl)=112,5 г/моль; M ист. (C 6 H 5 Cl)=D N 2 ∙M(N 2 )=4,018∙28=112,5 г/моль;

M ист. /M прост. =112,5/112,5=1; Молекулярная формула C 6 H 5 Cl;

Решение задач -NO 2 +H 2 O; -хлорбензол; +HO-NO 2 → + Орто-нитрохлорбензол  NO 2 n-нитрохлорбензол Образуется смесь орто и пара-изомеров общим количеством 1 моль т.к. хлор является ориентантом I-го рода, то заместители он будет ориентировать в положение орто, пара. Пример . При сжигании 0,90 г газообразного органического вещества выделилось 1,76 г углекислого газа, 1,26 г воды и 0,28 г азота. Плотность вещества по азоту 1,067. В ходе исследования химических свойств вещества установлено, что при его взаимодействие с азотистой кислотой выделяется азот. На основании данных условий задания: 1) Произведите необходимые вычисления; 2) Установите молекулярную формулу органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Напишите уравнение реакции этого вещества с азотистой кислотой. Решение: C x H y N z +O 2 →CO 2 +H 2 O+N 2 ↑; n(CO 2 )=n(C)=1,76/44=0,04 моль;  m(C)=0,04∙12=0,48 г; m(H 2 O)=1,26/18=0,07 моль;   n(H)=0,07∙2=0,14 моль;  m(H)=0,14;

Решение задач

-NO 2

+H 2 O;

-хлорбензол;

+HO-NO 2 →

+

Орто-нитрохлорбензол

NO 2

n-нитрохлорбензол

Образуется смесь орто и пара-изомеров общим количеством 1 моль т.к. хлор является ориентантом I-го рода, то заместители он будет ориентировать в положение орто, пара.

Пример . При сжигании 0,90 г газообразного органического вещества выделилось 1,76 г углекислого газа, 1,26 г воды и 0,28 г азота. Плотность вещества по азоту 1,067. В ходе исследования химических свойств вещества установлено, что при его взаимодействие с азотистой кислотой выделяется азот.

На основании данных условий задания:

1) Произведите необходимые вычисления;

2) Установите молекулярную формулу органического вещества;

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

4) Напишите уравнение реакции этого вещества с азотистой кислотой.

Решение:

C x H y N z +O 2 →CO 2 +H 2 O+N 2 ↑;

n(CO 2 )=n(C)=1,76/44=0,04 моль; m(C)=0,04∙12=0,48 г;

m(H 2 O)=1,26/18=0,07 моль; n(H)=0,07∙2=0,14 моль; m(H)=0,14;

Решение задач n(N 2 )=0,28/28=0,01 моль; n(N)=0,01∙2=0,02 моль;  m(N)=0,28 г; m(C)+m(H)+m(N)+m(O)=0,9 г;   0,48+0,14+0,28=0,90 г;  m(O)=0 – атомов кислорода нет;   x:y:z=0,04:0,14:0,02=2:7:1; M прост. (C 2 H 7 N)=45 г/моль;  M ист. (C x H y N z )=1,067∙28=45 г/моль; M ист. /M прост. =45/45=1; Молекулярная формула C 2 H 7 N; CH 3 -CH 2 -NH 2 -это первичный амин этиламин, т.к. только первичные амины дают реакцию с азотистой кислотой: CH 3 -CH 2 -NH 2 +HNO 2 →H 2 O+N 2 +CH 3 -CH 2 -OH  HO-NO Пример . Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, если в результате реакции 30 г этой кислоты с избытком карбоната натрия выделился газ, при пропускании которого через известковую воду образовалось 25 г осадка.

Решение задач

n(N 2 )=0,28/28=0,01 моль; n(N)=0,01∙2=0,02 моль; m(N)=0,28 г;

m(C)+m(H)+m(N)+m(O)=0,9 г; 0,48+0,14+0,28=0,90 г;

m(O)=0 – атомов кислорода нет; x:y:z=0,04:0,14:0,02=2:7:1;

M прост. (C 2 H 7 N)=45 г/моль; M ист. (C x H y N z )=1,067∙28=45 г/моль;

M ист. /M прост. =45/45=1;

Молекулярная формула C 2 H 7 N;

CH 3 -CH 2 -NH 2 -это первичный амин этиламин, т.к. только первичные амины дают реакцию с азотистой кислотой:

CH 3 -CH 2 -NH 2 +HNO 2 →H 2 O+N 2 +CH 3 -CH 2 -OH

HO-NO

Пример . Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, если в результате реакции 30 г этой кислоты с избытком карбоната натрия выделился газ, при пропускании которого через известковую воду образовалось 25 г осадка.

Решение задач Решение: 2C n H 2n+1 COOH+Na 2 CO 3 →2C n H 2n+1 COONa+H 2 O+CO 2 ↑;  0,5 моль 0,25 моль CO 2 +Ca(OH) 2 =CaCO 3 ↓+H 2 O;   n(CaCO 3 )=25/100=0,25 моль; 0,25 моль 0,25 моль n(к-ты)=2n(CO 2 );    n(к-ты)=0,25∙2=0,5 моль; M ист. (к-ты)=m/n=30/0,5=60 г/моль; M(C n H 2n+1 COOH)=14n+46=60; 14n=60-46=14; n=1(без карбоксильного атома кислорода); Ответ: CH 3 -COOH – уксусная кислота Пример . При межмолекулярной дегидратации 30 г одноатомного спирта выделилось 4,5 г воды. Определите формулу исходного спирта, если известно, что в его молекуле имеются две метиленовые группы. Решение:  t,кат. 2C n H 2n+1 OH→C n H 2n+1 -O-C n H 2n+1 +H 2 O;  0,5 моль 0,25 моль n(H 2 O)=4,5/18=0,25 моль; n(спирта)=0,5 моль;   M(спирта)=30/0,5=60 г/моль; M(C n H 2n+1 OH)=14n+18=60;   14n=42;   n=3 CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH;    CH 3 -CH-CH 3 – не может быть  OH

Решение задач

Решение:

2C n H 2n+1 COOH+Na 2 CO 3 →2C n H 2n+1 COONa+H 2 O+CO 2 ↑;

0,5 моль 0,25 моль

CO 2 +Ca(OH) 2 =CaCO 3 ↓+H 2 O; n(CaCO 3 )=25/100=0,25 моль;

0,25 моль 0,25 моль

n(к-ты)=2n(CO 2 ); n(к-ты)=0,25∙2=0,5 моль;

M ист. (к-ты)=m/n=30/0,5=60 г/моль;

M(C n H 2n+1 COOH)=14n+46=60; 14n=60-46=14; n=1(без карбоксильного атома кислорода);

Ответ: CH 3 -COOH – уксусная кислота

Пример . При межмолекулярной дегидратации 30 г одноатомного спирта выделилось 4,5 г воды. Определите формулу исходного спирта, если известно, что в его молекуле имеются две метиленовые группы.

Решение:

t,кат.

2C n H 2n+1 OH→C n H 2n+1 -O-C n H 2n+1 +H 2 O;

0,5 моль 0,25 моль

n(H 2 O)=4,5/18=0,25 моль; n(спирта)=0,5 моль; M(спирта)=30/0,5=60 г/моль;

M(C n H 2n+1 OH)=14n+18=60; 14n=42; n=3

CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH; CH 3 -CH-CH 3 – не может быть

OH

Решение задач Пример . Определите молекулярную формулу вещества, в котором содержится 36% воды, 56% азота и 8% водорода (не считая водород в составе воды). Решение: 1) Возьмем образец кристаллогидрата m(N x H y ∙kH 2 O)=100 г; m(H 2 O)=36 г;   n(H 2 O)=36/18=2 моль; m(N)=56 г;   n(N)=56/14=4 моль;   n(H)=8/1=8 моль; x:y:k=4:8:2=2:4:1; Ответ: N 2 H 4 ∙H 2 O   Пример . При взаимодействии 16 мл одноатомного спирта (плотностью 0,8 г/мл) с натрием выделился водород, достаточный для гидрирования 4,48 л (н.у) бутена. Определите молекулярную формулу спирта, считая выход количественным. Решение: 2R-OH+2Na→2RONa+H 2 ↑; C 4 H 8 +H 2 →C 4 H 10  0,4 моль 0,2 моль n(C 4 H 8 )=4,48/22,4=0,2 моль=n(H 2 ); n(ROH)=16∙0,8=12,8 г;   M(ROH)=m/n=12,8/0,4=32 г/моль; M(C n H 2n+1 OH)=14n+18=32;  14n=14;   n=1 Ответ: CH 3 -OH – метанол

Решение задач

Пример . Определите молекулярную формулу вещества, в котором содержится 36% воды, 56% азота и 8% водорода (не считая водород в составе воды).

Решение:

1) Возьмем образец кристаллогидрата m(N x H y ∙kH 2 O)=100 г;

m(H 2 O)=36 г; n(H 2 O)=36/18=2 моль;

m(N)=56 г; n(N)=56/14=4 моль; n(H)=8/1=8 моль;

x:y:k=4:8:2=2:4:1;

Ответ: N 2 H 4 ∙H 2 O

 

Пример . При взаимодействии 16 мл одноатомного спирта (плотностью 0,8 г/мл) с натрием выделился водород, достаточный для гидрирования 4,48 л (н.у) бутена. Определите молекулярную формулу спирта, считая выход количественным.

Решение:

2R-OH+2Na→2RONa+H 2 ↑; C 4 H 8 +H 2 →C 4 H 10

0,4 моль 0,2 моль

n(C 4 H 8 )=4,48/22,4=0,2 моль=n(H 2 );

n(ROH)=16∙0,8=12,8 г; M(ROH)=m/n=12,8/0,4=32 г/моль;

M(C n H 2n+1 OH)=14n+18=32; 14n=14; n=1

Ответ: CH 3 -OH – метанол

Решение задач Пример . В результате сплавления натриевой соли карбоновой кислоты с гидроксидом натрия получено 24,38 г карбоната натрия и газообразное органическое вещество массой 6,9 г. Запишите уравнение реакции в общем виде. Определите молекулярную формулу полученного газообразного соединения. Решение: C n H 2n+1 COONa+NaOH→Na 2 CO 3 + C n H 2n+2 ↑; n(Na 2 CO 3 )=24,38/106=0,23 моль=n(C n H 2n+2 ); M(C n H 2n+2 )=6,9/0,23=30 г/моль;  M(C n H 2n+2 )=14n+2=30;  14n=28;  n=2 Ответ: C 2 H 6  Пример . Определите молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, если молярная масса продукта его реакции с избытком бромоводорода в 4 раза больше, чем молярная масса исходного углеводорода. Решение: C n H 2n-2 +2HBr→C n H 2n Br 2 ; M(C n H 2n-2 )=14n-2;    M(C n H 2n Br 2 )=14n+160; 14n-2=(14n+160)/4;  56n-8=14n+160;   42n=168;  n=4 Ответ: C 4 H 6

Решение задач

Пример . В результате сплавления натриевой соли карбоновой кислоты с гидроксидом натрия получено 24,38 г карбоната натрия и газообразное органическое вещество массой 6,9 г. Запишите уравнение реакции в общем виде. Определите молекулярную формулу полученного газообразного соединения.

Решение:

C n H 2n+1 COONa+NaOH→Na 2 CO 3 + C n H 2n+2 ↑;

n(Na 2 CO 3 )=24,38/106=0,23 моль=n(C n H 2n+2 );

M(C n H 2n+2 )=6,9/0,23=30 г/моль; M(C n H 2n+2 )=14n+2=30; 14n=28; n=2

Ответ: C 2 H 6

Пример . Определите молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, если молярная масса продукта его реакции с избытком бромоводорода в 4 раза больше, чем молярная масса исходного углеводорода.

Решение:

C n H 2n-2 +2HBr→C n H 2n Br 2 ;

M(C n H 2n-2 )=14n-2; M(C n H 2n Br 2 )=14n+160;

14n-2=(14n+160)/4; 56n-8=14n+160; 42n=168; n=4

Ответ: C 4 H 6

Решение задач Пример . Некоторое органическое соединение, помимо углерода и водорода, содержит азот, массовая доля которого 23,7%.Это соединение обладает нецеклическим строением, взаимодействует с соляной кислотой с образованием соли, молекула его содержит два углеводородных радикала. На основании этих данных: 1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; 2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с соляной кислотой. Решение: R 1 -NH-R 2 +HCl→[R 1 -NH 2 -R 2 ] + Cl - ; ω(N)=m(N)∙100%/M(R 1 -NH-R 2 ) ; M(R 1 -NH-R 2 )=m(N)∙100%/ω(N)=(14∙100/23,7)=59 г/моль; M(C n H 2n+2 NH)=14n+17=59;   14n=42;   n=3; CH 3 -NH-C 2 H 5 ;   CH 3 -NH+HCl→ CH 3 -NH 2  + Cl -  C 2 H 5 C 2 H 5

Решение задач

Пример . Некоторое органическое соединение, помимо углерода и водорода, содержит азот, массовая доля которого 23,7%.Это соединение обладает нецеклическим строением, взаимодействует с соляной кислотой с образованием соли, молекула его содержит два углеводородных радикала.

На основании этих данных:

1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;

2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества;

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

4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с соляной кислотой.

Решение:

R 1 -NH-R 2 +HCl→[R 1 -NH 2 -R 2 ] + Cl - ;

ω(N)=m(N)∙100%/M(R 1 -NH-R 2 ) ;

M(R 1 -NH-R 2 )=m(N)∙100%/ω(N)=(14∙100/23,7)=59 г/моль;

M(C n H 2n+2 NH)=14n+17=59; 14n=42; n=3;

CH 3 -NH-C 2 H 5 ; CH 3 -NH+HCl→ CH 3 -NH 2 + Cl -

C 2 H 5 C 2 H 5

Решение задач Пример . Некоторое органическое соединение, взаимодействуя с гидроксидом натрия, образует продукт, содержащий 33,82% металла. Известно, что это вещество может реагировать с этанолом и оксидом магния, а также окрашивает метилоранж в розовый цвет. На основании этих данных: 1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; 2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с оксидом магния. Решение: C n H 2n+1 COOH+NaOH→C n H 2n+1 COONa+H 2 O; ω(Na)=m(Na)∙100%/M(C n H 2n+1 COONa); M(C n H 2n+1 COONa)=m(Na) ∙100%/ω(Na)=(23∙100/33,82)=68 г/моль; M(C n H 2n+1 COONa)=14n+68=68;   14n=0;  n=0; CH 2 O 2  OH   H-C=O;    2H-COOH+MgO→(H-COO) 2 Mg+H 2 O

Решение задач

Пример . Некоторое органическое соединение, взаимодействуя с гидроксидом натрия, образует продукт, содержащий 33,82% металла. Известно, что это вещество может реагировать с этанолом и оксидом магния, а также окрашивает метилоранж в розовый цвет.

На основании этих данных:

1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;

2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества;

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

4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с оксидом магния.

Решение:

C n H 2n+1 COOH+NaOH→C n H 2n+1 COONa+H 2 O;

ω(Na)=m(Na)∙100%/M(C n H 2n+1 COONa);

M(C n H 2n+1 COONa)=m(Na) ∙100%/ω(Na)=(23∙100/33,82)=68 г/моль;

M(C n H 2n+1 COONa)=14n+68=68; 14n=0; n=0; CH 2 O 2

OH

H-C=O; 2H-COOH+MgO→(H-COO) 2 Mg+H 2 O

Решение задач Пример . Некоторый углеводород содержит 12,9% водорода по массе. Молекула этого углеводорода содержит один четвертичный атом углерода. Установлено, что этот углеводород может взаимодействовать с аммиачным раствором оксида серебра с образованием бурового осадка. На основании этих данных: 1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; 2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества; 3) Составьте структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с аммиачным раствором оксида серебра. Решение: C x H y ;   Пусть масса образца m(C x H y )=100 г; m(C)=87,81 г;  n(C)=87,81/12=7,3175 моль;  n(H)=12,19 моль; x:y=7,3175:12,19=1:1,665(∙3)=3:5(∙2)=6:10;   C 6 H 10 ;  CH 3   CH 3    CH 3 H 3 C-C-C≡CH; H 3 C-C-C≡CH+[Ag(NH 3 ) 2 ]OH→CH 3 -C-C≡CAg↓+2NH 3 ↑+H 2 O  CH 3   CH 3     CH 3

Решение задач

Пример . Некоторый углеводород содержит 12,9% водорода по массе. Молекула этого углеводорода содержит один четвертичный атом углерода. Установлено, что этот углеводород может взаимодействовать с аммиачным раствором оксида серебра с образованием бурового осадка.

На основании этих данных:

1) Произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;

2) Запишите молекулярную формулу исходного органического вещества;

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

4) Приведите уравнение реакции его взаимодействия с аммиачным раствором оксида серебра.

Решение:

C x H y ; Пусть масса образца m(C x H y )=100 г;

m(C)=87,81 г; n(C)=87,81/12=7,3175 моль; n(H)=12,19 моль;

x:y=7,3175:12,19=1:1,665(∙3)=3:5(∙2)=6:10; C 6 H 10 ;

CH 3 CH 3 CH 3

H 3 C-C-C≡CH; H 3 C-C-C≡CH+[Ag(NH 3 ) 2 ]OH→CH 3 -C-C≡CAg↓+2NH 3 ↑+H 2 O

CH 3 CH 3 CH 3

Решение задач Пример . При щелочном гидролизе 4,8 г дипептида образовалось только одно вещество – натриевая соль некоторой аминокислоты массой 6,66 г. Установите молекулярную формулу дипептида. Решение:  O H OH ONa NH 2 -CH-C-N-CH-C=O+2NaOH→2NH 2 -CH-C=O+H 2 O;  R R R 4,8/( 2M(R)+130) =6,66/2( M(R)+96 ); 4,8(2M(R)+192)=6,66(2M(R)+130); 9,6M(R)+921,6=13,32M(R)+865,8; 55,8=3,72M(R);    M(R)=15 – это СH 3 ;  O H OH NH 2 -CH-C-N-CH-C=O  CH 3 CH 3

Решение задач

Пример . При щелочном гидролизе 4,8 г дипептида образовалось только одно вещество – натриевая соль некоторой аминокислоты массой 6,66 г. Установите молекулярную формулу дипептида.

Решение:

O H OH ONa

NH 2 -CH-C-N-CH-C=O+2NaOH→2NH 2 -CH-C=O+H 2 O;

R R R

4,8/( 2M(R)+130) =6,66/2( M(R)+96 ); 4,8(2M(R)+192)=6,66(2M(R)+130);

9,6M(R)+921,6=13,32M(R)+865,8;

55,8=3,72M(R); M(R)=15 – это СH 3 ;

O H OH

NH 2 -CH-C-N-CH-C=O

CH 3 CH 3

Решение задач Пример . Неизвестный алкин полностью обесцвечивает 300 г 3,2%-го раствора брома в хлороформе и образует 10,8 г тетрабром-производного. Выведите формулу этого углеводорода. Решение: C n H 2n-2 +2Br 2 →C n H 2n-2 Br 4 ; 0,03 моль 0,06 моль m(Br 2 )=9,6 г;   n(Br 2 )=9,6/160=0,06 моль; m(C n H 2n-2 )=10,8-9,6=1,2 г;   M(C n H 2n-2 )=1,2/0,03=40 г/моль; M(C n H 2n-2 )=12n+2n-2=14n-2=40;  14n=42;   n=3; Ответ: C 3 H 4 -пропин Пример . В реакцию присоединения вступили 11,2 г цис-изомера алкена и 4,48 л бромо-водорода. Определите молекулярную формулу алкена и приведите его название. Решение: R 1 -CH=CH-R 2 +HBr→R 1 -CH 2 -CH-R 2 ;  0,2 моль 0,2 моль   Br n(HBr)=4,48/22,4=0,2 моль;  M(алкена)=m/n=11,2/0,2=56 г/моль; 14n=56; n=4;  H  H  C=C цис-бутен-2  CH 3 CH 3

Решение задач

Пример . Неизвестный алкин полностью обесцвечивает 300 г 3,2%-го раствора брома в хлороформе и образует 10,8 г тетрабром-производного. Выведите формулу этого углеводорода.

Решение:

C n H 2n-2 +2Br 2 →C n H 2n-2 Br 4 ;

0,03 моль 0,06 моль

m(Br 2 )=9,6 г; n(Br 2 )=9,6/160=0,06 моль;

m(C n H 2n-2 )=10,8-9,6=1,2 г; M(C n H 2n-2 )=1,2/0,03=40 г/моль;

M(C n H 2n-2 )=12n+2n-2=14n-2=40; 14n=42; n=3;

Ответ: C 3 H 4 -пропин

Пример . В реакцию присоединения вступили 11,2 г цис-изомера алкена и 4,48 л бромо-водорода. Определите молекулярную формулу алкена и приведите его название.

Решение:

R 1 -CH=CH-R 2 +HBr→R 1 -CH 2 -CH-R 2 ;

0,2 моль 0,2 моль Br

n(HBr)=4,48/22,4=0,2 моль; M(алкена)=m/n=11,2/0,2=56 г/моль; 14n=56; n=4;

H H

C=C цис-бутен-2

CH 3 CH 3

Решение задач Пример . Элементы A и B, расположенные в одном периоде Периодической системы, образуют между собой ковалентное соединение, содержащие 85,53 элемента B (по массе). При гидролизе этого соединения выделяется газ, молекула которого содержит 2,74% водорода и 97,26% элемента B, а водный раствор этого газа имеет кислотную среду. Определите молекулярную формулу исходного соединения и назовите его. Решение: Предположим, что m(H)=1;   ω(H)=m(H)/M(газ); M(газ)=m(H)/ω(H)=1/0,0274=36,496≈36,5;    Тогда газ HCl; B – хлор; Ковалентное соединения в III периоде: SiCl 4 , PCl 3 , SCl 2 ; Предположим, что SiCl 4 ;  M(SiCl 4 )=142/0,8353=170 г/моль; 170-142=28 – Si;   SiCl 4 SiCl 4 +3HOH→H 2 SiO 3 ↓+4HCl

Решение задач

Пример . Элементы A и B, расположенные в одном периоде Периодической системы, образуют между собой ковалентное соединение, содержащие 85,53 элемента B (по массе). При гидролизе этого соединения выделяется газ, молекула которого содержит 2,74% водорода и 97,26% элемента B, а водный раствор этого газа имеет кислотную среду. Определите молекулярную формулу исходного соединения и назовите его.

Решение:

Предположим, что m(H)=1; ω(H)=m(H)/M(газ);

M(газ)=m(H)/ω(H)=1/0,0274=36,496≈36,5;

Тогда газ HCl; B – хлор;

Ковалентное соединения в III периоде: SiCl 4 , PCl 3 , SCl 2 ;

Предположим, что SiCl 4 ; M(SiCl 4 )=142/0,8353=170 г/моль;

170-142=28 – Si; SiCl 4

SiCl 4 +3HOH→H 2 SiO 3 ↓+4HCl

Решение задач Пример . Гидратированная соль при нагревании становится безводной, теряя при этом 45,6% массы. В состав безводной соли входят: 10,5% алюминия, 15,1% калия, 24,8% серы, 49,6% кислорода. Определите молекулярную формулу кристаллогидрата. Решение: Al x K y S z O w ∙aH 2 O;    Пусть масса безводной соли m безвод. =100 г; n(Al)=10,5/27=0,3889 моль;   n(K)=15,1/39=0,3871 моль; n(S)=24,8/32=0,775 моль;   n(O)=49,6/16=3,1 моль;  Al K S O x:y:z:w=0,389:0,387:0,775:3,1=1,005:1:2,002:8,01=1:1:2:8; AlK(SO 4 ) 2 ; ω(безв. соли)=m безв. /M крист-та. ;  M крист-та =M безв. ∙100%/ ω(безв. соли)=258∙100%/54,4%=474; m(H 2 O)=474-258=216;  n(H 2 O)=m(H 2 O)/M(H 2 O)=12 моль; AlK(SO 4 ) 2 ∙12H 2 O   Пример . Определите химическую формулу кристаллогидрата, содержащего по массе 9,8% магния, 13% серы, 26% кислорода и 51,2% воды. Назовите соединение. Решение: Пусть масса образца кристаллогидрата m крист-та. =100 г;   Mg x S y O z ∙wH 2 O n(Mg)=9,8/24=0,408 моль;  n(S)=13/23=0,406 моль;  n(O)=26/16=1,625моль; n(H 2 O)=51,2/18=2,844 моль;   x:y:z:w=0,408:0,406:1,625:2,844=1:1:4:7; MgSO 4 ∙7H 2 O

Решение задач

Пример . Гидратированная соль при нагревании становится безводной, теряя при этом 45,6% массы. В состав безводной соли входят: 10,5% алюминия, 15,1% калия, 24,8% серы, 49,6% кислорода. Определите молекулярную формулу кристаллогидрата.

Решение:

Al x K y S z O w ∙aH 2 O; Пусть масса безводной соли m безвод. =100 г;

n(Al)=10,5/27=0,3889 моль; n(K)=15,1/39=0,3871 моль;

n(S)=24,8/32=0,775 моль; n(O)=49,6/16=3,1 моль;

Al K S O

x:y:z:w=0,389:0,387:0,775:3,1=1,005:1:2,002:8,01=1:1:2:8; AlK(SO 4 ) 2 ;

ω(безв. соли)=m безв. /M крист-та. ; M крист-та =M безв. ∙100%/ ω(безв. соли)=258∙100%/54,4%=474;

m(H 2 O)=474-258=216; n(H 2 O)=m(H 2 O)/M(H 2 O)=12 моль;

AlK(SO 4 ) 2 ∙12H 2 O

 

Пример . Определите химическую формулу кристаллогидрата, содержащего по массе 9,8% магния, 13% серы, 26% кислорода и 51,2% воды. Назовите соединение.

Решение:

Пусть масса образца кристаллогидрата m крист-та. =100 г; Mg x S y O z ∙wH 2 O

n(Mg)=9,8/24=0,408 моль; n(S)=13/23=0,406 моль; n(O)=26/16=1,625моль; n(H 2 O)=51,2/18=2,844 моль; x:y:z:w=0,408:0,406:1,625:2,844=1:1:4:7;

MgSO 4 ∙7H 2 O

Решение задач Пример . Неизвестный металл массой 13 г обработали избытком очень разбавленной азотной кислоты. К полученному раствору прибавили избыток раствора щелочи и прокипятили, при этом выделилось 1,12 л газа (н.у.). Определите, какой металл был взят. Решение: 8X 0 +10HN +5 O 3 →8X +1 NO 3 +3H 2 O+N -3 H 4 NO 3 ;   N +5 +8e→N -3 8 1 0, 4 моль 0,05 моль X 0 -1e→X +1 1 8 ; 4X 0 +10HN +5 O 3 →4X +2 (NO 3 ) 2 +3H 2 O+N -3 H 4 NO 3 ;  N +5 +8e→N -3 8 1 0,2 моль       X 0 -2e→X +2 2 4 ; NH 4 NO 3 +NaOH→NaNO 3 +H 2 O+NH 3 ; 0,05 моль 0,05 моль M(X)=13/0,4=32,5 нет металла;   13/0,2=65 (Zn)   Пример . Масса атома элемента X равна 61,44∙10 -24 г. Ядро атома элемента X содержит 20 нейтронов. Напишите формулы двух кислот этого элемента в высшей и низшей степенях окисления. Решение: M(X)=N A ∙m a (x)=6,02∙10 23 ∙61,44∙10 -24 =369,87/10=36,99=37 г/моль; M(N+Z)=20+Z=37;  Z=17-Cl;   HCl -1 ;   HClO 4

Решение задач

Пример . Неизвестный металл массой 13 г обработали избытком очень разбавленной азотной кислоты. К полученному раствору прибавили избыток раствора щелочи и прокипятили, при этом выделилось 1,12 л газа (н.у.). Определите, какой металл был взят.

Решение:

8X 0 +10HN +5 O 3 →8X +1 NO 3 +3H 2 O+N -3 H 4 NO 3 ; N +5 +8e→N -3 8 1

0, 4 моль 0,05 моль X 0 -1e→X +1 1 8 ;

4X 0 +10HN +5 O 3 →4X +2 (NO 3 ) 2 +3H 2 O+N -3 H 4 NO 3 ; N +5 +8e→N -3 8 1

0,2 моль X 0 -2e→X +2 2 4 ;

NH 4 NO 3 +NaOH→NaNO 3 +H 2 O+NH 3 ;

0,05 моль 0,05 моль

M(X)=13/0,4=32,5 нет металла; 13/0,2=65 (Zn)

 

Пример . Масса атома элемента X равна 61,44∙10 -24 г. Ядро атома элемента X содержит 20 нейтронов. Напишите формулы двух кислот этого элемента в высшей и низшей степенях окисления.

Решение:

M(X)=N A ∙m a (x)=6,02∙10 23 ∙61,44∙10 -24 =369,87/10=36,99=37 г/моль;

M(N+Z)=20+Z=37; Z=17-Cl; HCl -1 ; HClO 4

Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

-75%
Курсы повышения квалификации

Проектная деятельность учащихся

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
1000 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Решение задач "Нахождение молекулярной формулы вещества" Задание 40(С5) (131.07 KB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт