Решение задач.
Нахождение молекулярных формул веществ
органических соединений.
I . По известной плотности веществ.
Плотность газообразных веществ- это масса этого вещества объёмом 1 литр.
ρ = г/л
Относительная плотность (D) веществ это отношение масс равных объёмов двух различных газов при одинаковых условиях( температура, давление)
В одинаковых объёмах различных газов, при одинаковых условиях (температура и давление) , содержится равное количество частиц.
Mr (x) Mr (x) – относительная молекулярная масса газа
D = — (X)
Mr (y) Mr (y) – относительная молекулярная масса газа
(У)
1 моль любого газа занимает объём 22,4 литра
Vмоль= 22,4л/моль µ = Mr µ - молярная масса Mr = ∑ Ar
↓
Ar → относительные атомные массы сумма
Задача 1.
Относительная плотность паров алкана по водороду равна 50. Вывести молекулярную формулу алкана.
Решение:
Дано: Решение:
D Mr (СхНу) / Mr (Н2) = 50 Mr (Н2) = 2 Mr (СхНу) = D ∙ Mr (Н2)
Найти: Mr (СхНу) = 100
Формулу – СхНу-? Общая формула алканов: CnH2n+2
Ar(C) =12 Ar(H) =1
Mr ( CnH2n+2 ) = 100
n∙12 +( 2n+1)∙ 1= 100
14n +2 = 100
14n = 98
n = 7
Формула искомого соединения: С7Н16
Задача 2.
Относительная плотность паров алкана по воздуху равна 7,31. Вывести молекулярную формулу алкана.
Дано: Решение:
D Mr (СхНу)/воздуху = 7,31 Mr воздуха = 29
Найти: Mr( CnH2n+2 ) = D ∙ Mr воздуха
Формулу – СхНу-? Mr( CnH2n+2 ) = 212
n∙12 +(2n+1)∙ 1= 212
14n +2 = 212
14n = 210 n = 15
Формула искомого соединения: С15Н32
Задача 3.
Плотность алкена при нормальных условиях равна 1,875г/л. Выведите молекулярную формулу алкена.
Дано: Решение:
ρ = 1,875г/л Vмоль= 22,4л/моль µ = Mr молярная масса Mr = ∑ Ar µ - молярная масса Mr = ∑ Ar
Найти? ↓
Формулу алкена? сумма
Ar → относительные атомные массы
µ = ρ · Vмоль µ = 1,875 г/л · 22,4 л/моль
µ = 42г/моль Mr = 42
Общая формула алкенов : СnH2n
Ar ( C) = 12 Ar (H) = 1
12 • n + 2 • n = 14 n
14n = 42 n = 3
Формула алкена : С3Н6
Задача 4.
Алкен массой 25 грамм при нормальных условиях занимает объём 10 литров. Вывести молекулярную формулу алкена.
Дано: Решение:
m (СnH2n ) = 25 25 г занимает объём 10 л
V ( СnH2n ) = 10 л Х г занимает объём 22,4 л
Найти: Vмоль= 22,4л/моль µ - молярная масса ( г/моль)
Формулу алкена ? Х = µ µ = 25• 22,4 / 10 µ = Mr
Mr (СnH2n ) = 56
14n = 56 n = 4
Формула алкена: С4Н8
Задачи для самостоятельной работы.
1. Относительная плотность паров алкана по водороду равна 36. Вывести молекулярную формулу этого алкана.
2. Относительная плотность паров циклоалкана (СnH2n) по азоту равна 5. Вывести молекулярную формулу циклоалкана.
3. Плотность циклоалкана (СnH2n) при нормальных условиях равна
2,5 г/л. Вывести молекулярную формулу циклоалкана. (СnH2n)
2. По массовым долям химических элементов, входящих в состав вещества
ω = массовая доля химического элемента в соединении
m ( х.э.)
ω % = ---------------------- · 100%
Mr (вещества)
m ( х.э.) – масса химического элемента ( «С», « Н», «О», «N» )
m ( х.э.) = n ∙ Ar n – количество атомом данного
химического элемента в соединении
Ar – относительная атомная масса
данного химического элемента
Mr (вещества) – относительная молекулярная масса
1. Плотность углеводорода при нормальных условиях равна 2,59 г/л.
Массовая доля углерода в нём равна 82,76%.
Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.
Дано: Решение:
ρ = 2,59г/л 1. Находим молярную массу углеводорода, которая
ω % = 82,76% численно равна относительной молекулярной
Найти: массе.
СхНу-? µ = Mr µ = ρ · Vмоль Vмоль= 22,4л/моль
µ = 2,59г/л · 22,4л/моль = 58 г/моль Mr = 58
для углерода
х · 12
85,76 % =--------- . 100%
58
12х = 48 х = 4 С4
Для водорода
Mr – 48 = 10 у · 1 = 10 Ar (Н) = 1
у = 10 Н10
Молекулярная формула углеводорода: С4Н10
2. Массовые доли углерода и водорода в углеводороде соответственно равны 85,71% и 14,29%. Вывести молекулярную формулу углеводорода.
Дано: Решение: ω % (С) = 85,71% 1.
ω % (Н) = 14, 29% m ( х.э.)
Найти: ω % = ---------------- 100%
Mr (вещества) Молекулярную формулу:
СхНу-? 2. для углерода
12х х- количество
85,71% = ----- 100% атомов «С»
Mr
3. для водорода
1у у - количество
14,29% =------ 100% атомов «Н»
Mr
4. по водороду
1у
Mr = -----
0,1429
5. по углероду
12х
Mr = -------
0,8571
6. Mr (вещества) следовательно:
1у 12х
-------- = -------
0,1429 0,8571
2х = у
7. простейшая формула:
СН2
8. В углеводородах «С» имеет
валентность равную 4,следовательно
возможные формулы
С2Н4 , С3Н6 …..
3. Вывести молекулярную формулу углеводорода , при условии что массовая доля углерода в нём составляет 92,31%.
Дано: Решение:
ω % (С) = 92,31% 1. ω % (Н) = 100% - 92,31% = 7,69%
Найти:
Молекулярную формулу
СхНу - ? m ( х.э.)
ω % = ---------------------- · 100%
Mr (вещества)
m ( х.э.) = х ∙ Ar
2. для углерода
12 х х – количество
0,9231 = ------ атомов «С»
Mr (вещества)
3. для водорода
1у у - количество
0,0769 = ------- атомов «Н»
Mr (вещества)
4.
12 х 1у
------- = ------
0,9231 0,0769
Х = У
5. простейшая формула- СН
6. В углеводородах «С» имеет
валентность равную 4,следовательно
молекулярная формула соединения
С2Н2
Задачи для самостоятельной работы:
1. Относительная плотность паров углеводорода по водороду равна 35. Массовые доли углерода и водорода в нём равны соответственно 85,715% и 14,285%.
2. Относительная плотность паров углеводорода по водороду равна 49 . Массовые доли углерода и водорода в нём равны соответственно 85,71% и 14,29%.
3. Относительная плотность паров углеводорода по водороду
равна 41. Массовая доля водорода в нём равна 12,2%.
Вывести молекулярную формулу углеводорода
Вывод формул органических соединений
по продуктам горения
1. 1,875 г органического соединения при нормальных условиях
занимает объём 1 л. При сжигании 4,2 г этого соединения образуется
13,2 г углекислого газа и 5,4 г воды.
Выведите молекулярную формулу органического соединения
Дано: Решение:
ρ (СхНу) = 1,875г/л 4,2 г 13,2г 5,4г
m (СхНу) = 4,2 г а СхНу + О2 = ах СО2 + ау/2 Н2О
+ О2 а моль ах моль ау/2 моль
↓
m (СО2) = 13,2 г 1. Проверка на присутствие в углеводороде
+ других химических элементов кроме «С»
m (Н2О) = 5,4 г и «Н»
Найти: 1 моль СО2 содержит 1 моль С
СхНу -? 1 моль Н2О содержит 2 моль Н
По условию дано m (СО2) = 13,2 г
Рассчитаем, какое это количество
вещества( n) СО2
m
n = ------ n – количество вещества
μ m - масса
μ – молярная масса
n = ах
n (СО2) = 13,2г / 44г/моль
n (СО2) = 0,3 моль→ n (С) = 0,3 моль
m = n ∙ μ μ (С) = 12г/моль
m (С) = 3,6 г
Рассчитаем, какое количество вещества
(Н2О) дано по условию
n = 5,4г/18г/моль μ (Н2О)=18г/моль
n (Н2О)= 0,3 моль → n (Н) = 0,6 моль
m (Н) = 0,6 моль · 1г/моль μ(Н)= 1г/моль
m (Н) = 0,6 г
m (Н) + m (С) = 4,2 г следовательно
другие химические элементы отсутствуют
2. Рассчитываем молярную массу углеводорода
µ = Mr µ = ρ · Vмоль µ = 1,875г/л ∙ 22,4 л/моль µ = 42 г /моль
3. Вычисляем, какое количество вещества углеводорода дано по
условию:
m
n = ------ n = 4,2г/ 42г/моль n (СхНу) = 0,1 моль
μ
n (СхНу) = а
4. Рассчитываем количество атомов (С) в углеводороде
ах ( СО2) = 0,3 моль а = 0,1 моль Х (С) =3 С3
5.Рассчитываем количество атомов (Н) в углеводороде
ау/2 = 0,3 моль ау = 0,6 моль У(Н) = 6 Н6
6. Записываем выведенную формулу- С3Н6
3. Относительная плотность паров органического соединения по азоту
равна 5. При сжигании 35 г этого соединения получен углекислый газ, занимающий при нормальных условиях объём 56 л, и вода массой 45 г.
Выведите молекулярную формулу органического соединения.
Дано:
m ( у.в.) = 35 г.
Решение:
D Mr (СхНу)/ Mr( N2) = 5 35 г 56 л 45 г
+ О2 а СхНу + О2 = ах СО2 + ау/2 Н2О
V ( СО2) = 56 л а моль ах моль 0,5ау моль
+ 1. Вычисляем µ углеводорода(у.в.)
m ( Н2О) = 45 г Mr (у.в.)= D · Mr (N2 )
Найти: Mr (у.в.)= 5 · 28 = 140
СхНу - ? µ = Mr µ = 140 г/ моль
2. Рассчитываем количество
вещества (n ) у.в., данное
по условию.
n = m ˸ μ n = 35 г ˸ 140 г/моль
n = 0,25 моль ( а)
3. Проверка на присутствие
других х.э., кроме «С» и «Н»
n (СО2) = n (С) n = V ˸ V моль V моль = 22,4 л/ моль
n (СО2) = 56 л ˸ 22,4 л/ моль = 2,5 моль n (С) = 2,5 моль
m = n · μ m ( С) = 2,5 моль · 12 г/моль = 30 г
n (Н2О) = 2 n (Н) n (Н2О)= 45 г ˸ 18 г/ моль = 2,5 моль
n (Н) = 5 моль m ( Н) = 5 моль · 1 г/ моль = 5 г
m ( С) + m ( Н) = 35 г → другие химические элементы
отсутствуют.
4. Рассчитываем количество атомов углерода и водорода в заданном
соединении:
( а) = 0,25 моль n (С) = 2,5 моль ( ах)
Х = 10
n (Н) = 5 моль ( ау) У = 20
Ответ: С10Н20
Комментариев нет:
Отправить комментарий