При сгорании 4,6 г органического вещества образуется 8,8 г углекислого газа и 5,4 г воды. Известно, что указанное вещество газообразно при н. у., не реагирует с металлическим натрием и может быть получено дегидратацией спирта.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения исходного вещества в результате реакции дегидратации (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Вычислим количество вещества продуктов
n(CO2) = 8,8 : 44 = 0,2 моль
n(C) = n(CO2) = 0,2 моль
m(C) = 0,2 ⋅ 12 = 2,4 г
n(H2O) = 5,4 : 18 = 0,3 моль
n(H) = 2n(H2O) = 0,3 ⋅ 2 = 0,6 моль
m(H) = 0,6 ⋅ 1 = 0,6 г
m(O) = m(в-ва) -m(C) — m(H) = 4,6 — 2,4 — 0,6 = 1,6 г
n(O) = 1,6 : 16 = 0,1 моль
Соотношение n(C) : n(H) : n(O)
x : y : z = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1
Простейшая формула C2H6O
2) Структурная формула
CH3-O-CH3
3) Уравнение реакции (для реакции межмолекулярной дегидратации температура должна быть менее 140 °С, например 130 °С)
2CH3-OH = (130 °С, H2SO4) CH3-O-CH3 + H2O
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7936.
При сгорании 21 г органического вещества получили 33,6 л углекислого газа (н. у.) и 27 г воды. Известно, что масса 1 л (н.у.) паров этого вещества составляет 1,875 г. В результате присоединения хлороводорода к этому веществу образуется только одно монохлорпроизводное, в котором атом хлора принадлежит первичному атому углерода.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции исходного вещества с хлороводородом (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Вычислим количество вещества продуктов
n(CO2) = 33,6 : 22,4 = 1,5 моль; n(C) = 1,5 моль
m(C) = 1,5 ⋅ 12 = 18 г
n(H2O) = 27/18 = 1,5 моль; n(H) = 2n(H2O) = 1,5 ⋅ 2 = 3 моль; m(H) = 3 ⋅ 1 = 3 г
m(O) = m(в-ва) — m(C) — m(H) = 21 — 18 — 3 = 0 г (кислород отсутствует)
Искомое вещество — углеводород — CxHy
Соотношение атомов n(C) : n(H) = x : y = 1,5 : 3 = 1 : 2
Простейшая формула — CH2
M(в-ва)прост. = 14 г/моль
M(в-ва)по условию = 1,875 ⋅ 22,4 = 42 г/моль
Молекулярная формула C3H6 — циклопропан или пропен. Только одно монохлорпроизводное, в котором атом хлора принадлежит к первичному атому углерода, образуется в результате присоединения хлороводорода к циклопропану (в результате реакции с пропеном получается 2-хлорпропан, атом хлора здесь принадлежит вторичному атому углероду, поэтому пропен нам не подходит)
2) Структурная формула
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7901.
Дегидрирование органического вещества приводит к образованию ароматического углеводорода, 0,7 моль которого имеют массу 74,2 г. Известно, что количество вещества водорода, выделившегося при дегидрировании исходного вещества, в 3 раза превышает количество вещества исходного углеводорода. Исходный углеводород не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции дегидрирования исходного вещества (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Молярная масса углеводорода
M(CnH2n-6) = 74,2 / 0,7 = 106
M(CnH2n-6) = 12n + 2n — 6 = 106
14n = 112
n = 8
Молекулярная формула исходного вещества — C8H10
2) Структурная формула
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7866.
Дегидрирование органического вещества приводит к образованию ароматического углеводорода, 0,3 моль которого имеют массу 27,6 г. Известно, что количество вещества водорода, выделившегося при дегидрировании исходного вещества, в 3 раза превышает количество вещества исходного углеводорода. Исходный углеводород не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции дегидрирования исходного вещества (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Молярная масса углеводорода
M(CnH2n-6) = 27,6 : 0,3 = 92 г/моль
Установлена молекулярная формула ароматического углеводорода:
M(CnH2n-6) = 12n + 2n — 6 = 92
14n = 98
n = 7
Молекулярная формула — C7H8
2) Структурная формула метилциклогексана
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7831.
Некоторый углеводород содержит 87,81 % углерода по массе, Известно, что молекула этого углеводорода содержит один четвертичный атом углерода. Установлено, что этот углеводород может взаимодействовать с аммиачным раствором оксида серебра с образованием осадка.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции этого вещества с аммиачным раствором оксида серебра (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Вычислим массовую долю водорода в веществе, и соотношение атомов углерода и водорода
ω(H) = 100 — 87,81 = 12,19
x : y = (87,81 / 12) : (12,19 / 1) = 0,6 : 1
Молекулярная формула — C6H10
2) Структурная формула вещества
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7796.
При сжигании образца органического вещества А получено 4,48 л (н. у.) углекислого газа, 0,9 г воды и 16,2 г бромоводорода. Данное вещество А может быть получено присоединением избытка брома к соответствующему углеводороду Б. Также известно, что при бромировании этого углеводорода Б в условиях недостатка брома возможно образование структурных изомеров.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения данного вещества А взаимодействием соответствующего углеводорода Б с избытком брома (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Общая формула вещества — CxHyBrz
Вычислим количества вещества углекислого газа, воды и бромоводорода
n(CO2) = 4,48 : 22,4 = 0,2 моль; n(C) = n(CO2) = 0,2 моль
n(H2O) = 0,9 : 18 = 0,05 моль;
n(HBr) = 16,2 : 81 = 0,2 моль;
n(H) = 2n(H2O) + n(HBr) = 0,05 ⋅ 2 + 0,2 = 0,3 моль
n(Br) = n(HBr) = 0,2 моль
Соотношение: n(C) : n(H) : n(Br) = 0,2 : 0,3 : 0,2 = 2 : 3 : 2 = 4 : 6 : 4
x : y : z = 4 : 6 : 4
Молекулярная формула — C4H6Br4
2) Структурная формула вещества A:
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7761.
При сжигании образца некоторого органического соединения массой 29,6 г получено 70,4 г углекислого газа и 36,0 г воды. Известно, что относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2,552. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействии с оксидом меди(II) образуется кетон.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди(II) (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Общая формула вещества — CxHyOz
Вычислим количество вещества продуктов
n(CO2) = 70,4 : 44 = 1,6 моль
n(C) = n(CO2) = 1,6 моль
n(H2O) = 36,0 : 18 = 2 моль
n(H) = 2n(H2O) = 2 ⋅ 2 = 4 моль
m(H) = 4 ⋅ 1 = 4 г
m(O) = 29,6 — 1,6 ⋅ 12 — 4 = 6,4 г
n(O) = 6,4 : 16 = 0,4 моль
Определена молекулярная масса вещества
M(CxHyOz)по услов. = 2,552 ⋅ 29 = 74 г/моль
x : y : z = 1,6 : 4 : 0,4 = 4 : 10 : 1
Вычисленная формула — C4H10O
M(CxHyOz)вычисл = 74 г/моль
Молекулярная формула исх. в-ва — C4H10O
2) Структурная формула вещества
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7726.
При взаимодействии соли первичного амина с ацетатом серебра образуется органическое вещество А и бромид серебра. Вещество А содержит 13,33% азота, 10,48% водорода и 30,48% кислорода по массе.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества А;
2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А взаимодействием соли первичного амина и ацетата серебра (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Общая формула вещества — CxHyOzNm
Вычислим массовую долю углерода
ω(C) = 100 — 13,33 — 10,48 — 30,48 = 45,71%
x : y : z : m = 45,71/12 : 10,48/1 : 30,48/16 : 13,33/14
Соотношение атомов С, H, O и N
x : y : z : m = 3,81 : 10,48 : 1,91 : 0,95 = 4 : 11 : 2 : 1
Молекулярная формула — C4H11O2N
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7691.
Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с пропанолом-2 в молярном соотношении 1:1. Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б и пропанола-2 (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Общая формула — CxHyOzNm
Вычислим массовую долю углерода
ω(C) = 100 — 9,4 — 27,35 — 11,97 = 51,28%
x : y : z : m = (51,28 / 12) : (9,4 / 1) : (27,35 / 16) : (11,97 / 14)
Соотношение атомов: x : y : z : m = 5 : 11: 2 : 1
Молекулярная формула — C5H11O2N
2) Структурная функция
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7656.
При сгорании 10,5 г органического вещества получили 16,8 л углекислого газа (н.у.) и 13,5 г воды. Плотность паров этого вещества (н.у.) составляет 1,875 г/л. Известно, что в результате присоединения хлороводорода к этому веществу образуется только одно монохлорпроизводное.
На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу органического вещества;
2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции исходного вещества с хлороводородом (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Найдем количество вещества продуктов сгорания
n(CO2) = 16,8 : 22,4 = 0,75 моль
n(C) = 0,75 моль
m(C) = 0,75 ⋅ 12 = 9 г
n(H2O) = 13,5 : 18 = 0,75 моль
n(H) = 0,75 ⋅ 2 = 1,5 моль
m(H) = 1,5 ⋅ 1 = 1,5 г
m(O) = m(в-ва) — (m(C) + m(H)) = 10,5 — (9 + 1,5) = 0 г (кислород отсутствует)
Соотношение атомов углерода и водорода:
x : y = 0,75 : 1,5 = 3 : 6
Молекулярная формула — C3H6
M(C3H6) = 42 г/моль
M(в-ва)по усл. = 1,875 ⋅ 22,4 = 42 г/моль
Молекулярная формула — C3H6
Циклопропан образует лишь одно производное в реакции с хлороводородом
2) Структурная формула вещества
3) Уравнение реакции
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7621.
Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 20920.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) C2H5OH = (400 °C, Al2O3) CH2=CH2 + H2O
2) 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3CH2(OH)-CH2(OH) + 2MnO2 + 2KOH
3) CH2(OH)-CH2(OH) + 2HBr = C2H4Br2 + 2H2O
4) C2H4Br2 + 2KOH(спирт.) = CH≡CH + 2H2O + 2KBr
5) CH≡CH + H2O = (Hg2+) CH3-CHO
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7934.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) H3C-C(O)O-CH2-CH2-CH3 + KOH = (t°) CH3COOK + CH3-CH2-CH2-OH
2) CH3COOK + KOH = (t°) CH4↑ + K2CO3
3) 2CH4 = (1500 °C) CH≡CH + 3H2
4) CH≡CH + CH≡CH = (кат.) CH2=CH-C≡CH
5) CH2=CH-C≡CH + 3Br2 = CH2(Br)-CH(Br)-C(Br2)-CH(Br2)
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7899.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7864.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) C2H5Cl + CH3Cl + Mg = MgCl2 + CH3-CH2-CH3 (допустимо использовать Na)
2) CH3-CH2-CH3 = (t°, Pt) H3C-CH=CH2 + H2
3) 3H3C-CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3H3C-CH(OH)-CH2(OH) + 2MnO2 + 2KOH
4) H3C-CH(OH)-CH2(OH) + 2HBr = H3C-CH(Br)-CH2(Br) + 2H2O
5) H3C-CH(Br)-CH2(Br) + 2KOH(спирт.) = (t°) H3C-C≡CH + 2KBr + 2H2O
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7829.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + CH≡CH↑
2) CH≡CH + H2O = (Hg2+, H2SO4, t°) CH3CHO
3) 5CH3CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CH3COOH + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
4) CH3COOH + Cl2 = (P) Cl-CH2-COOH + HCl
5) Cl-CH2-COOH + 2NH3 = NH2-CH2-COOH + NH4Cl
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7794.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) C3H6 + HBr = (t°) CH3CH2CH2Br
2) 2CH3CH2CH2Br + 2Na = C6H14 + 2NaBr
3) C6H14 = (Pt, 300 °C) C6H6 + 4H2
4) C6H6 + CH3Cl = (AlCl3) C6H5CH3 + HCl
5) 5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 = (t°) 5C6H5COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7759.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) C4H9Cl + NaOH(спирт.) = (t°) C2H5-CH=CH2 + NaCl + H2O
2) C2H5-CH=CH2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = (t°) C2H5COOH + CO2↑ + 4H2O + 2MnSO4 + K2SO4
3) C2H5COOH + CH3-CH(OH)-CH3 = CH3-CH2-C(O)O-CH(CH3)2 + H2O
4) CH3-CH2-C(O)O-CH(CH3)2 + NaOH(водн.) = CH3-CH(OH)-CH3 + C2H5COONa
5) C2H5COONa(тв.) + NaOH(тв.) = (t°) C2H6↑ + Na2CO3
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7724.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) 2CH4 = (1500 °C) CH≡CH + 3H2
2) CH≡CH + 2Na = (t°) Na-C≡C-Na + H2
3) Na-C≡C-Na + 2CH3I = CH3-C≡C-CH3 + 2NaI
4) 5CH3-C≡C-CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 = (t°) 10CH3COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O
5) CH3COOH + Cl2 = (P) Cl-CH2-COOH + HCl
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7689.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
1) CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + CH≡CH↑
2) 3CH≡CH + 8KMnO4 = 3KOOC-COOK + 2H2O + 8MnO2 + 2KOH
3) 3KOOC-COOK + 2H2SO4 = CO↑ + CO2↑ + H2O + 2KHSO4
4) CO + KOH = (t°, p) HCOOK
5) HCOOK + H3PO4 = HCOOH + KH2PO4 (образование K3PO4 следует считать ошибочным)
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 7654.
Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще
2
Продукты сгорания вещества состоят из трех элементов: углерода, водорода, кислорода. При этом очевидно, что в состав этого соединения входил весь углерод, содержащийся в CO2, и весь водород, перешедший в воду. А вот кислород мог присоединиться во время горения из воздуха, а мог и частично содержаться в самом веществе. Для определения простейшей формулы соединения нам необходимо знать его элементный состав. Найдем количество продуктов реакции (в моль):
n(CO2) = V(CO2) / VM = 3,36 л : 22,4 л/моль = 0,15 моль
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 5,4 г : 18 г/моль = 0,3 моль
Следовательно, в состав исходного соединения входило 0,15 моль атомов углерода и 0,6 моль атомов водорода: n(H) = 2n(H2O), так как в одной молекуле воды содержатся два атома водорода. Вычислим их массы по формуле:
m = n х M
m(H) = 0,6 моль х 1 г/моль = 0,6 г
m(С) = 0,15 моль х 12 г/моль = 1,8 г
Определим, входил ли кислород в состав исходного вещества:
m(O) = 4,8 — (0,6 + 1,8) = 2,4 г
Найдем число моль атомов кислорода:
n(O) = m(O) / M(O) = 2,4 г : 16 г/моль = 0,15 моль
Соотношение числа атомов в молекуле исходного органического соединения пропорционально их мольным долям:
n(CO2) : n(H) : n(O) = 0,15 : 0,6 : 0,15 = 1 : 4 : 1
Самую маленькую из этих величин (0,15) принимаем за 1, а остальные делим на нее.
Итак, простейшая формула исходного вещества CH4O. Однако по условию задачи требуется определить молекулярную формулу, которая в общем виде такова: (CH4O)х. Найдем значение x. Для этого сравним молярные массы исходного вещества и его простейшей формулы:
x = M(CH4O)х / M(CH4O)
Зная относительную плотность исходного вещества по водороду, найдем молярную массу вещества:
M(CH4O)х = M(H2) х D(H2) = 2 г/моль х 16 = 32 г/моль
x = 32 г/моль / 32 г/моль = 1
Есть и второй вариант нахождения x (алгебраический):
12x + 4x + 16x = 32; 32 x = 32; x = 1
Ответ: Формула исходного органического вещества CH4O.
В лабораторной установке из 120 л ацетилена (н.у.) получили 60 г бензола. Найдите практический выход бензола.
Решение:
3C2H2 (650 оС, активированный уголь) = C6H6
n(C2H2) = V(C2H2)/ VM = 120 л : 22,4 л/моль = 5,35 моль
n(C6H6)теор = 1/3 х n(C2H2) = 1/3 х 5,35 моль = 1,785 моль
n(C6H6)практ = m(C6H6)/ M(C6H6) = 60 г : 78 г/моль = 0,77 моль
h = (nпракт : nтеор) х 100% = (0,77 : 1,785) х 100% = 43%
Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия с 96%-ным (по массе) раствором этанола в воде (V = 100 мл, плотность d = 0,8 г/мл).
В условии задачи даны количества обоих реагентов — это верный признак того, что какой-нибудь из них находится в избытке. Найдем массу этанола, введенного в реакцию:
Найдем заданное количество этанола в моль:
n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 76,84 г : 46 г/моль = 1,67 моль
Поскольку заданное количество натрия составляло 2 моль, натрий в нашей задаче присутствует в избытке. Поэтому объем выделенного водорода будет определяться количеством этанола:
n1(H2) = 1/2 n(C2H5OH) = 1/2 х 1,67 моль = 0,835 моль
V1(H2) = n1(H2) х VM = 0,835 моль х 22,4 л/моль = 18,7 л
Но это еще не окончательный ответ. Будьте внимательны! Вода, содержащаяся в растворе спирта, тоже реагирует с натрием с выделением водорода.
Найдем массу воды:
Количество натрия, оставшееся неизрасходованным после реакции с этанолом, составит:
n(Na, остаток) = 2 моль — 1,67 моль = 0,33 моль
Таким образом, и по сравнению с заданным количеством воды (0,178 моль) натрий все равно оказывается в избытке.
Найдем количество и объем водорода, выделившегося по реакции:
n2(H2) = 1/2 n(H2O) = 1/2 х 0,178 моль = 0,089 моль
V2(H2) = n2(H2) х VM = 0,089 моль х 22,4 л/моль = 1,99 л
Общий объем водорода:
V(H2) = V1(H2) + V2(H2) = 18,7 л+ 1,99 л = 20,69 л
Ответ: V(H2) = 20,69 л.
Какой объем воздуха (н.у.) потребуется для сжигания смеси, состоящей из 5 л метана и 15 л ацетилена?
1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
на 1 моль CH4 — 2 моль 2O2
2) 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
на 2 моль 2C2H2 — 5 моль 2O2
Объем кислорода, который пойдет на сжигание заданного объема метана V1(O2) и ацетилена V2(O2), составит:
V1(O2) = 2V(CH4) = 2 х 5 = 10 л
V2(O2) = 5/2 V(C2H2) = 5/2 х 15 = 37,5 л
V(O2) = V1(O2) + V2(O2) = 10 л + 37,5 л = 47,5 л
Отсюда рассчитаем объем воздуха на сжигание (содержание кислорода в воздухе принимаем равным 21% по объему):
V(воздуха) = V(O2) : 0,21 = 47,5 л : 0,21 = 226 л
Ответ: V(воздуха) = 226 л
Смесь этана и этилена объемом 200 мл (нормальные условия) обесцветила бромную воду массой 25 г. Рассчитайте объемную долю этанола в смеси, если массовая доля брома в бромной воде равна 3,2%.
С бромной водой легко взаимодействует только этилен с образованием 1,2 – дибромэтана:
Определяем массу и количество вещества молекулярного брома, содержащегося в бромной воде:
m (Br2) = m*ω(Br2)/100 ;
m (Br2) = 25*3,2/100 = 0,8 г.
n (Br2) =m(Br2)/M(Br2) ;
n (Br2) = 0,8/160 = 0, 005 моль.
Из уравнения реакции следует:
n (C2H4) = n (Br2) ;
n (C2H4) = 0,005 моль.
Вычисляем объем этилена при нормальных условиях:
V (C2H4) = n (C2H4)*Vm ;
V (C2H4) = 0,005*22,4 = 0,112 л = 112 мл.
Рассчитываем объемную долю этилена в исходной газовой смеси:
ω (C2H4) = V(C2H4)/ V( Cсмеси) ;
ω (С2Н4) = 112/200 = 0,56 или 56%.
Ответ: 0,56 или 56%.
Смесь бензола с циклогексеном массой 5 г обесцвечивает бромную воду массой 125 г ( массовая доля брома 3,2 %). Определите массу воды, которая образуется при сжигании в кислороде той же смеси массой 20 г.
С бромной водой взаимодействует только один компонент смеси – циклогексен:
Определяем массу и количество вещества брома вступившего в реакцию:
m (Br2) = m( бромной воды) *ω (Br2)/100;
m (Br2) = 125*3,2/100 = 4 г ;
n (Br2) = m(Br2)/M(Br2);
n (Br2) = 4/160 = 0,025 моль.
Вычисляем массу и массовую долю циклогексена ( обозначаем его буквой Ц), вступившего в реакцию с бромом. Из уравнения реакции (а) следует
n (Ц) = n(Br2) ;
n(Ц) = 0,025 моль.
Рассчитываем массу и массовую долю циклогексена в смеси:
m(Ц) = n(Ц) * M(Ц);
m(Ц) = 0,025 * 82 = 2,05 г.
ω(Ц) = m(Ц)/m смеси;
ω(Ц) = 0,025/5 = 0,41
Массовая доля бензола (Б) в смеси двух веществ равна
ω(Б) = 1 – ω(Ц);
ω(Б) = 1 – 0,41 = 0,59.
Определяем массу и количество вещества бензола в образце смеси массой m= 20 г.
m*(Б) = m* * ω(Б);
m*(Б) = 20 * 0,59 = 11,8 г;
n*(Б) = m*(Б)/M(Б);
n*(Б) = 11,8/78 = 0,15 моль.
Аналогично для циклогексена получаем:
m*(Ц) = 8,2 г и n*(Ц) = 0,1 моль.
Составляем уравнения реакции горения бензола и циклогексена:
На основании уравнения реакции (б) записываем
n*(Б)/n(H2O) = 2/6 =1/3;
n(H2O) = 3 n*(Б);
n(H2O) = 3*0,15 = 0,45 моль.
Используя уравнение реакции (в) находим
n(H2O) = 5 n(Ц);
n(H2O) = 5 *0,1 =0,5 моль.
Общее количество вещества воды, выделившейся при горении смеси массой 20 г , составляет
n(H2O) = (0,45 + 0,5) = 0,95 моль.
Вычисляем массу полученной воды:
m(H2O) = n(H2O) * M(H2O);
m(H2O) = 0,95 * 18 = 17,1 г.
При сжигании углеводорода, количество вещества которого равно 0,1 моль, образовались оксид углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 7,2 г. Определите формулу углеводорода.
Решение:
Вычисляем количество вещества оксида углерода (IV), полученного при горении углеводорода:
n(CO2) = V(CO2) / Vm ;
n(CO2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль.
Количество вещества углерода, содержащегося в сожженном образце углеводорода, равно
n(C) = n(CO2);
n(C) = 0,3 моль.
Рассчитываем количество вещества воды, полученной при сжигании углеводорода:
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O);
n(H2O) = 7,2/18 = 0,4 моль.
Определяем количество вещества водорода, содержащегося в образце углеводорода:
n(H) = 2n(H2O);
n(H) = 2*0,4 = 0,8 моль.
Таким образом, образец углеводорода количеством вещества 0,1 моль содержит 0,3 моль углерода и 0,8 моль водорода. Следовательно, 1 моль углеводорода содержит 3 моль углерода и 8 моль водорода. Таким образом, формула углеводорода C3H8. Это пропан.
Органическое вещество имеет относительную плотность паров по водороду 46. Образец этого вещества массой 13,8 г сожгли, получив оксид углерода (IV) объемом 23,52 л (нормальные условия) и воду массой 10,8 г. Определите формулу органического вещества, учитывая, что оно является ароматическим.
Вычисляем молярную массу органического вещества (В), используя относительную плотность его паров по водороду:
M(B) = 2DH2;
M(B) = 2 *46 = 92 г/моль.
Определяем количество вещества В, которое сожгли:
n(B) = m(B)/M(B) ;
n(B) = 13,8/92 = 0,15 моль.
Рассчитываем количество вещества образовавшегося оксида углерода (IV) CO2
n(CO2) = V(CO2)/Vm ;
n(CO2) = 23,54/22,4 = 0,15 моль.
Вычисляем количество вещества углерода в сожженном веществе равно
n(C) = n(CO2);
n(C) = 1,05 моль.
Вычисляем количество вещества воды и количество вещества атомного водорода в сожженном веществе:
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) ;
n(H2O) = 10,8/18 = 0,6 моль.
n(H) = 2n(H2O);
n(H) = 2 * 0,6 = 1,2 моль.
Определяем массу атомных углерода и водорода:
m(C) = n(C)*M(C);
m(C) = 1,05 * 12 = 12,6 г.
m(H) = n(H)*M(H);
m(H) = 1,2 * 1 = 1,2 г.
m(C) + m(H) = (12,6 + 1,2) = 13,8 г.
Сумма масс углерода и водорода равна массе сожженного вещества, следовательно, других элементов оно не содержит. Таким образом, вещество В – ароматический углеводород, формулу которого можно представить в виде CxHy .
Мы определили, что образец CxHy, количество вещества которого равно 0,15 моль, содержит 1,05 моль С и 1,2 моль Н.
Вычисляем коэффициенты x и y.
x = n(C)/n(B); x = 1,05/0,15 = 7;
y = n(H)/n(B); y = 1,2/0,15 = 8;
Ответ: Формула ароматического углеводорода С7Н8 или С6Н5 – СН3. Это толуол.
Этанол объемом 30 мл (плотностью 0,79 г/мл) нагрели с избытком бромида натрия и серной кислоты. Из реакционной среды выделили бромэтан массой 42,3 г. Определите массовую долю выхода бромэтана.
При нагревании смеси этанола с бромидом калия и серной кислотой происходят реакции:
2KBr + H2SO4 ↔ 2HBr + K2SO4 (a)
C2H5OH + HBr ↔ C2H5Br + H2O (б)
Вычисляем массу и количество вещества этанола, взятого для реакции:
m(C2H5OH) = V(C2H5OH) * p(C2H5OH);
m(C2H5OH) = 30 * 0,79 = 23,7 г.
n(C2H5OH) = m(C2H5OH)/M(C2H5OH);
n(C2H5OH) = 23,7/46 = 0,515 моль.
Из уравнения (б) следует:
n(C2H5Br) = n(C2H5OH);
n(C2H5Br) = 0,515 моль.
Рассчитываем массу бромэтана, который мог бы образоваться при 100% — ном выходе:
m(C2H5Br) = n(C2H5Br) * M(C2H5Br);
m(C2H5Br) = 0,515 * 109 = 56,1 г.
Вычисляем массовую долю выхода бромэтана:
ω(C2H5Br) = mp(C2H5Br)*100/m(C2H5Br);
ω(C2H5Br) = 42,3 * 100/56,1 = 75,4%.
Как, исходя из этана, получить этилацетат? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Бромированием этана вначале получаем бромэтан:
Проводя гидролиз бромэтана в присутствии щелочи, получаем этанол:
(щелочь необходима для смещения равновесия в сторону спирта).
Из спирта можно получить альдегид двумя путями:
а) дегидрированием спирта
б) окислением спирта
Окисляя альдегид (любым окислителем), можно получить уксусную кислоту:
Сложный эфир – этилацетат – получаем из этанола и уксусной кислоты по реакции этерификации в присутствии катализатора – концентрированной серной кислоты:
С2Н5OH + CH3COOH ↔ C2H5OCOCH3 + H2O.
Одноосновная карбоновая кислота имеет следующий состав: углерод (массовая доля 40,0%), кислород (53,3%), водород (6,7%). Определите формулу этой кислоты. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия (массовая доля NaOH 15% , плотность 1,16 г/мл), который потребуется для нейтрализации образца этой кислоты массой 12 г.
Формулу одноосновной карбоновой кислоты можно представить в виде CxHyCOOH или Cx+1Hy+1O2. Выбираем для расчетов образец кислоты массой 100 г. Вычисляем массы и количества вещества С, Н и О в этом образце:
m(C) = m(кислоты) * ω(C)/100;
m(C) = 100*40,0/100 = 40 г.
n(C) = m(C)/M(C);
n(C) = 40/12 = 3,33 моль.
Аналогично получаем, что n(H) = 6,7 моль, n(O) = 3,33 моль.
Коэффициенты в формуле кислоты будут равны:
(x + 1) : (y + 1) : 2 = n(C) : n(H) : n(O);
(x + 1) : (y + 1) : 2 = 3,33 : 6,7 : 3,33 = 2 : 4 : 2.
Отсюда следует, что (x + 1) = 2, x = 1; (y + 1) = 4, y = 3, то есть формула кислоты CH3COOH. Это уксусная кислота.
Записываем уравнение реакции нейтрализации этой кислоты гидроксидом натрия:
Из условия задачи следует, что для нейтрализации взят образец кислоты массой 12 г, то есть m(CH3COOH) = 12 г.
Определяем количество вещества кислоты:
n(CH3COOH) = m(CH3COOH)/M(CH3COOH);
n(CH3COOH) = 12/60 = 0,2 моль
Из уравнения реакции следует:
n(NaOH) = n(CH3COOH);
n(NaOH) =0,2 моль.
Вычисляем массу гидроксида натрия, которая реагирует с кислотой:
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) ;
m(NaOH) = 0,2*40 = 8 г.
Рассчитаем массу и объем раствора NaOH , который потребуется для нейтрализации кислоты:
m = m(NaOH)*100/ω(NaOH) ;
m = 8 * 100/15 = 53,3 г.
V = m/ρ;
V = 53,3/1,16 = 46 мл.
Ответ: 46 мл., CH3COOH
Какой объем 15%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,14 г/мл) потребуется для нейтрализации аминоуксусной кислоты, полученной из 12,8 г карбида кальция?
Составляем уравнения реакции синтеза аминоуксусной кислоты из карбида кальция:
а) получение ацетилена из карбида кальция
б) получение ацетальдегида (реакция Кучерова)
в) окисление ацетальдегида любым окислителем
г) хлорирование уксусной кислоты
д) взаимодействие хлоруксусной кислоты с аммиаком
Определяем количество вещества карбида кальция CaC2:
n(CaC2) = m(CaC2)/M(CaC2);
n(CaC2) = 12,8/64 = 0,2 моль.
Из уравнения реакций (а – д) следует, что
n(H2NCH2COOH) = n(CaC2);
n(H2NCH2COOH) = 0,2 моль.
Из уравнения реакции нейтрализации кислоты:
n(KOH) = n(H2NCH2COOH) ;
n(KOH) = 0,2 моль
Определяем массу требуемого КОН:
m(KOH) = n(KOH) * M(KOH);
m(KOH) = 0,2 * 56 = 11,2 г.
Вычисляем массу и объем раствора гидроксида калия:
m = m(KOH) * 100/ω(KOH);
m = 11,2 * 100/15 = 74, 67 г.
V = m/ρ ;
V = 74,67/1,14 = 65,5 мл.
Ответ: 65,5 мл.
Как можно получить анилин, исходя из метана и не используя другие органические соединения. Укажите условия протекания реакций.
Проводя пиролиз метана, можно получить ацетилен:
В присутствии угольного катализатора из ацетилена можно получить бензол:
Под действием нитрирующей смеси ( смесь концентрированных азотной и серной кислот) на бензол образуется нитробензол:
Из нитробензола можно получить анилин по реакции Н.Н. Зинина, используя в качестве восстановителя сульфид аммония , железо в кислой среде или водород в присутствии катализаторов, например:
Определите молярную массу (г\моль) алкана, содержащего 16 атомов водорода. Составьте структурную формулу. Назовите вещество
1) Запишем общую формулу гомологического ряда алканов: СnН2n+2
2) Запишем формулу алкана с 16 атомами водорода:
Если водорода 16 атомов, то углерода соответственно 7.
3) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкана с 16 атомами водорода.
4) Составим структурную формулу:
СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 –СН3
5) Назовем вещество: гептан.
Ответ: 100 г/моль
Молекулярная масса алкина равна 54 .Определите, сколько атомов водорода он содержит? Составьте структурную формулу. Назовите вещество.
1) Запишем общую формулу гомологического ряда алкинов: СnН2n-2
2) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкина ,зная что она равна 54.
М=12*n+1*(2n -2);
54=12*n+1*(2n -2);
3 Найдем n:
54= 12 n+2 n-2
14 n=56;
n=4
3) Найдем число атомов водорода в молекуле, если n=4.
Атомов водорода соответственно 6.
4) Составим структурную формулу:
СН≡С — СН2 – СН3
5) Назовем вещество:
Бутин – 1 .
Какими способами можно распознать бутен , бутанол, бутановую кислоту? Составьте план решения, опишите наблюдения, составьте уравнения реакций.
1 Рассмотрим функциональные особенности веществ:
а ) бутен СН2=СН – СН2– СН3 относится к ненасыщенным углеводородам, содержащим двойную связь.
б ) бутанол СН3— СН 2– СН2– СН2ОН относится к насыщенным одноатомным спиртам.
в) бутановая кислота СН3— СН 2– СН2– СООН относится к насыщенным одноатомным кислотам, содержит карбоксильную группу.
2 Рассмотрим качественные реакции:
а ) Качественной реакцией на алкены является пропускание их через бромную воду или раствор перманганата калия.
б ) Качественной реакцией на насыщенные одноатомные спирты является взаимодействие с металлическим натрием.
в) Качественной реакцией на карбоновые кислоты является изменение окраски индикатора в их среде и взаимодействие их со спиртами.
3 Опишем наблюдения и составим уравнения реакций.
а ) При пропускании бутена через бромную воду происходит обесцвечивание раствора.
б ) При действии на спирты металлического натрия наблюдается выделение газа и образование студенистой массой алкоголята.
2СН3— СН 2– СН2– СН2ОН +2 Na=2 СН3— СН 2– СН2– СН2О Na + Н2
в) При добавлении к раствору бутановой кислоты индикатора лакмуса или метилового оранжевого наблюдается красное окрашивание.
При нагревании кислоты со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты появляется «эфирный запах» и образование слоя эфира, не смешивающегося с водой.
СН3— СН 2– СН2– СООН + С2Н5ОН = СН3— СН 2– СН2– СОО С2Н5 + Н2О.
Органическое вещество содержит углерод(массовая доля 84,21%) и водород (15,79%).Плотность паров вещества по воздуху составляет 3,93. Определите формулу этого вещества.
Сx Нy С4Н9 — простейшая формула.
Найдем молярную массу простейшей формулы:
Найдем молярную массу истиной формулы:
Найдем соотношение истиной и простейшей молярных масс:
Ми = 114 = 2.
Мпр 57
Ответ: С8Н18 – истинная формула.
Сколько граммов пропанола-2 с выходом 80% от теоретически возможного получится из 200г пропилена.
1 Составим уравнение реакции получения пропанола-2.
2 Найдем количество вещества пропена, вступившего в реакцию:
υ(С3Н6)= m\М
υ(С3Н6)= 200\42=4,76моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества пропанола -2 равно количеству вещества пропена, вступившего в реакцию:
4 Найдем массу теоретическую образовавшегося пропанола-2
m = υ*М;
m = 4,76*60=285,7г
5 Учитывая, что выход вещества составляет 80%, найдем массу практическую продукта.
m пр= mтеор* W\100%
m пр= 285,7*80\100=228,6г.
Какой объем (при нормальных условиях) займет метан, образовавшийся из 100г ацетата натрия.
1 Составим уравнение реакции получения метана:
CH3COONa+NaOH=CH4+Na2CO3
VCH4 =?
2 Найдем количество вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию:
υ(CH3COONa)= m\М
υ(CH3COONa)= 100\82=1,22моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества метана равно количеству вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию.
4 Найдем объем метана, образовавшегося в результате реакции:
V=Vm* υ;
Vm=22,4 л\моль.
V=22,4*1,22=27,3л
Сколько литров (н.у.) образуется из 50г 60% -ного карбида кальция.
1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:
2 Найдем массу чистого карбида кальция:
3 Найдем количество вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:
υ(СаС2)= m\М
υ(СаС2)=30\64=0,47 моль.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества ацетилена равно количеству вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:
5 Найдем объем ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
V=Vm* υ;
Vm=22,4 л\моль.
V=22,4* 0,47=10,5л.
Определить выход эфира в процентах от теоретически возможного , если из 300г уксусной кислоты и соответствующего количества спирта получено 400г этилацетата.
1 Составим уравнение реакции
2 Найдем количество вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
υ(СН3СООН)= m\М
υ(СН3СООН)=300\60=5 моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества этилацетата равно количеству вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
4 Найдем теоретическую массу образовавшегося этилацетата
m = υ*М;
m(СН3СООС2Н5)=5*88=440г
5 Учитывая, что масса практическая этилацетата 400г, найдем массовую долю выхода продукта:
W= mпр\ mтеор *100% ;
W=400\440*100=90%.
Определить содержание примесей (в процентах)в карбиде кальция , если из 170г карбида кальция получено 50г ацетилена.
1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:
2 Найдем количество вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
υ(С2Н2)= m\М
υ(С2Н2)=50\26=1,92моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества карбида кальция равно количеству вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:
4 Найдем массу чистого карбида кальция:
m = υ*М;
m (СаС2)=1,92*64=123г
5 Найдем массу примесей:
m (прим)= m(загряз. в-ва)— m(чист. в-ва)
m (прим) =170-123=47г
6 Найдем массовую примесей в карбиде:
W(прим)= m (прим)\ m(загряз. в-ва) *100%
W(прим)= 47\170*100=27,6%
Ответ : 27,6%
Сколько граммов этилового спирта нужно взять для получения 200г диэтилового эфира , если выход продукта равен 80% от теоретически возможного.
1 Составим уравнение реакции
m ( С2Н5ОН)= ?
2 Найдем теоретическую массу образовавшегося продукта:
m теор= mпр* 100%\ W
m теор=200*100\80=250г.
3 Найдем количество вещества диэтилового эфира, образовавшегося в результате реакции:
υ(С2Н5ОС2Н5)= m\М
υ(С2Н5ОС2Н5)=250\74=3,38моль.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола в 2 раза больше количеств вещества диэтилового эфира , вступившего в реакцию.
5 Найдем массу этанола, вступившего в реакцию:
m = υ*М;
m =6,76*46=310,8г
Ответ: 310,8 г
Сколько грамм 8% раствора уксусной кислоты необходимо для получения водорода объемом 2,8л при взаимодействии ее с магнием.
1 Составим уравнение реакции
2 Найдем количество вещества водорода, образовавшегося в результате реакции :
υ = V \Vm;
Vm=22,4 л\моль
υ =2,8\22,4=0,125моль.
3 Найдем по уравнению, что количество вещества водорода в 2 раза меньше количеств вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:
υ (СН3СООН)= 0,125*2=0,25моль.
4 Найдем массу уксусной кислоты:
m = υ*М;
m = 0,25*60=15г
5 Найдем массу раствора уксусной кислоты:
W= m в-ва\ m р-ра*100%
m р-ра = m в-ва* 100\ W.
m р-ра = 15*100\8=187,5 г
Ответ: 187,5 г
Сколько граммов этилацетата можно получить при взаимодействии 100г уксусной кислоты с 50г этанола.
1 Составим уравнение реакции
2 Найдем количество веществ уксусной кислоты и этанола, вступившей в реакцию:
υ= m\М
υ(СН3СООН)= 100\60=1,67моль.
υ(С2Н5ОН)= 50\46=1,09 моль.
3 Так как по уравнению реакции уксусная кислота и этанол реагирует 1:1, то из найденных значений видно, что в избытке находится уксусная кислота и часть ее останется после реакции, а этанол прореагирует полностью. Решаем по недостатку.
4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола равно количеству вещества этилацетата, образовавшегося в результате реакции:
5 Найдем массу этилацетата:
m = υ*М;
m = 1,09*88=95,7г ответ : 95,7г
Ответ: 95,7 г.
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
гимназия №4 г. Канска
Методическое пособие для обучающихся 11 классов
профильного направления «Химия»
Алгоритмы решения 34 задания ЕГЭ по химии
ученик 11Б класса
МАОУ гимназии №4
Канск, 2022 г.
34 задание ЕГЭ по химии является расчётной задачей высокого уровня сложности. При решении данного типа задач задействуются все алгоритмы, механизмы и знания по неорганической химии за школьный курс.
- Расчёты с использованием понятий «растворимость», «массовая доля вещества в растворе».
- Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси).
- Расчёты массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определённой массовой долей растворённого вещества.
- Расчёты массовой доли (массы) химического соединения в смеси
Так как задание повышенного уровня сложности, решает его маленький процент сдающих экзамен.
Правильный ответ должен включать в себя:
- Правильно записанные уравнения всех реакций
- Правильно выполненные вычисления
- Логическую взаимосвязь физических величин, на основании которой проводятся расчёты
- Правильно определённая искомая величина
Существует несколько типов 34 задания
Смесь малахита ((CuOH)2CO3) и карбоната цинка, в которой
соотношение числа атомов углерода к числу атомов кислорода равно 5 : 19, растворили в 580,1 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 11,2 л газа (н.у.). К полученному раствору добавили 52 г цинка. После того как массовая доля сульфата меди(II) уменьшилась до 2,5%, всю смесь цинка и меди отделили. Вычислите массовую долю сульфата цинка в конечном растворе.
Растворимость карбоната аммония составляет 96 г на 100 г воды. Приготовили насыщенный раствор с 250 мл воды, разделили его на две колбы. В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели, а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке). При этом из второй колбы выделилось в три раза меньше газа (при одинаковых условиях), чем из первой. Определите массовую долю соли во второй пробирке.
Для проведения электролиза взяли раствор нитрата серебра. После того
как объём газа, выделившийся на аноде, оказался в 1,2 раза меньше
объёма газа, выделившегося на катоде, процесс остановили. (Объёмы
газов измерены при одинаковых условиях). Масса образовавшегося в
процессе электролиза раствора оказалась на 51,8% меньше массы
исходного раствора. К полученному раствору добавили равный ему по
массе 20%-ный раствор гидроксида натрия. Определите среду конечного
раствора и массовую долю соли в нём.
- На неполное разложение
При нагревании образца нитрата алюминия часть вещества разложилась.
При этом образовался твёрдый остаток массой 37,98 г. В этом остатке
число атомов алюминия в 5 раз меньше числа атомов кислорода.
Остаток полностью растворили в необходимом для реакции
минимальном объёме 24%-ного раствора гидроксида натрия. При этом
образовался тетрагидроксоалюминат натрия. Определите массовую
долю нитрата натрия в полученном растворе.
Магниевую пластинку поместили в 483 г 20%-ного раствора сульфата цинка. После того как масса раствора уменьшилась на 20,5 г, пластинку вынули. К оставшемуся раствору добавили 224 г 40%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовую долю гидроксида калия в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
- Определение типа соли
Раствор гидрокарбоната кальция содержит 88,8% кислорода по массе.
Этот раствор массой 540 г по каплям добавили к 120 г 0,4%-ного
раствора гидроксида натрия. Выпавший осадок отделили, а оставшийся
раствор нагрели до прекращения выделения газа. Вычислите массу
конечного раствора и массу соли в нём.
При обжиге 65,79 г известняка, содержащего 5% примесей, был получен углекислый газ с выходом 80%, который пропустили через 328 мл 20%-ого раствора гидроксида натрия (p=1,22 г/мл). Определите состав и массовые доли веществ в полученном растворе.
Смесь, состоящую из порошков алюминия и угля, прокалили без доступа воздуха. После завершения реакции масса твёрдого остатка составила 12,24 г. К этому остатку добавили 300 г раствора гидроксида калия, взятого в избытке. При этом выделилось 10,752 л (н.у.) смеси газов. Вычислите массовую долю тетрагидроксоалюмината калия в конечном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Оксид меди (II) массой 16 г обработали 40 мл 5,0%-ного раствора серной кислоты (р = 1,03 г/см). Полученный раствор отфильтровали, фильтрат упарили. Определите массу полученного кристаллогидрата.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Что нужно знать для выполнения?
- Химические свойства веществ, чтобы записать уравнения реакций
- Примерный алгоритм решения
Начнём с формул. На самом деле формулы для решения задач запомнить не так трудно, потому что их небольшое количество. Большую часть формул можно вывести из других.
m = n ∙ M
n = m/М
Для решения расчетных задач по химии понадобятся следующие физические величины и формулы для их вычисления.
Для составления уравнений реакций в решении задачи, следует знать все химические свойства всех веществ. Ведь это обязательное условие для решения задачи.
это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов (т. е. бинарные соединения), один из которых — кислород в степени окисления −2.
Оксиды делятся на две группы (ВеО, ZnO, CaO) и (NO, N2O, CO).
В свою очередь солеобразующие делятся ещё на три группы: основные (степень окисления метала +1,+2), амфотерные (степень окисления метала +3,+4,+5), кислотные (степень окисления метала +6,+7; степень окисления не метала +3 и больше)
1.Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой
2.Взаимодействие с кислотами
3.Взаимодействие с кислотными оксидами
4. Взаимодействие с амфотерными оксидами
1.Взаимодействие с водой (образование кислоты)
2. Взаимодействие с основными оксидами
3. Взаимодействие с амфотерными оксидами
4. Взаимодействие с основаниями
1. С кислотами (образование соли этой кислоты и воды)
2. Взаимодействие с кислотными оксидами
3.Взаимодействие с основными оксидами
4. Взаимодействие с щелочами (раствор)
5. Взаимодействие с щелочами (расплав)
это сложные вещества, которые состоят из катиона металла и гидроксильной группы (OH).
1.Взаимодействие с кислотными оксидами
2. Взаимодействие с кислотами
3. Взаимодействие с солями
4. Термическое разложение (только нерастворимые основания)
5. Взаимодействие амфотерных гидроксидов со щелочами
это сложные вещества, в состав которых входят катионы металла и анионы кислотного остатка. Иногда в состав солей входят водород или гидроксид-ион.
2. Термическое разложение
3. Взаимодействие солей с металлами
5.Взаимодействие с кислотами
6. Взаимодействие с основаниями
7.Взаимодействие с солями
2. Термическое разложение
3. Взаимодействие солей со щелочью.
2.Взаимодействие с кислотами
1.Взаимодействие с кислотами
3. Взаимодействие с сероводородом
4. Взаимодействие с кислотными оксидами
это сложные вещества, состоящие из атомов водорода (которые могут замещаться на атомы металлов) и кислотных остатков.
3. Взаимодействие с металлами (до Н)
4. Взаимодействие с основаниями
5. Взаимодействие с солями
6. Взаимодействие с основными оксидами
7. Взаимодействие с амфотерными оксидами
На самом деле все задачи уникальны и сложны по-своему. Очень трудно составить один алгоритм для решения всех задач. Можно только выявить некоторые базовые модули, определяющие общую стратегию и основные этапы решения задачи. А уже из них выстраивать ход решения, наполняя пустой алгоритм содержанием.
Поэтому я разработал алгоритм, которым можно пользоваться при решении этих задач
А) Определяем тип задачи
Б) Структурируем все данные (пишем дано)
В) Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
Г) Устанавливаем логические связи (формулируем главный вопрос задачи, т.е. находим вещество, количество которого необходимо рассчитать, и логическую цепочку, связывающую количество этого вещества с веществами, количество которых мы знаем или можем вычислить).
Задача на электролиз
г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили, когда масса раствора уменьшилась на 32,0 г. К образовавшемуся раствору добавили 400 г 20%-го раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю щёлочи в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
А) Определяем тип задачи
Данная задача относится к типу задач на электролиз. Нужно вспомнить что мы знаем про электролиз.
Электролиз (греч. elektron — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при прохождении постоянного тока через электролит. Это разложение веществ на их составные части под действием электрического тока.
Процесс электролиза заключается в перемещении катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (заряжен отрицательно), и отрицательно заряженных ионов (анионов) к аноду (заряжен положительно).
- NaCl + H
Медь относится к малоактивным металлам, поэтому сама в чистом виде выделяется на катоде. Анион кислородсодержащий, поэтому в реакции выделяется кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом воды и превращается в серую кислоту.
- В безводных расплавах реакции записываются еще проще: вещества распадаются на составные части:
Если в условии задачи электролиз прекратили, то в дальнейшем взаимодействует не только продукт реакции, но и то вещество, которое подверглось электролизу.
Пример: При проведении электролиза 500 г 16%-го раствора сульфата меди(II) процесс прекратили, когда на аноде выделилось 1,12 л газа (н. у.). К образовавшемуся раствору прибавили 53,0 г 10%-го раствора карбоната натрия. Определите массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе.
В данном случае будет составлено 3 уравнения реакций:
- Электролиз сульфата меди (II).
- Реакция остатка сульфата меди (II) с карбонатом натрия
- Реакция серной кислоты с карбонатом натрия
Б) Структурируем все данные (пишем дано)
Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
(электролиз 640 г 15%-го раствора сульфата меди(II) прекратили)
(К образовавшемуся раствору добавили 400 г 20%-го раствора гидроксида натрия)
(так как электролиз прекратили, в нём осталась какая-то доля сульфата меди(II), которая тоже будет реагировать с гидроксидом натрия)
Вывод: у нас получилось 3 уравнения реакций по которым мы будем вести вычисления
Г) Устанавливаем логические связи
Требуется найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.
1.Чтобы найти массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самого гидроксида в этом растворе
2. Сульфат меди количественно связан с гидроксидом натрия- гидроксида натрия в 2 раза больше (3 реакция)
3. Гидроксид натрия связан с серной кислотой- гидроксида натрия в 2 раза больше (2 реакция)
4. Сульфат меди связан с серной кислотой – равны (1 реакция)
5.Сульфат меди связан с гидроксидом меди- равны (3 реакция)
)= 640г*15%/100% = 96г
)= m/Mr = 96г/160 = 0,6 моль
(NaOH)= 400г*20%/100% = 80г
.n(NaOH)= m/Mr = 80г/40 = 2 моль
Пусть количество вещества образовавшегося кислорода n(O2) = х моль. Тогда количество вещества образовавшейся меди n(Сu) = 2xмоль. m(O2) = 32x(г), а m(Сu) = 64∙2x = 128x(г). По условию задачи: m(O2) + m(Сu) = 32.
32x + 128x = 32
х = 0,2(моль)
.n(O2)=0,2 моль, а n(Cu)=0,4 моль, тогда n
=0,2 моль, а n(NaOH) в 2 раза больше (по 3 уравнению).
n(NaOH)=0,4 моль (в 3 реакции)
(NaOH) в 2 раза больше n(H) (по 2 реакции)
(NaOH)=2 моль-1,2 моль=0,8моль
)=0,2 моль (по 3 реакции)
)=0,2 моль *98г/моль=19,6 г
)+ m(NaOH)-32г- m(Cu(OH
.w(NaOH)= m(NaOH)/ m
Ответ: w(NaOH)= 3,24%
Задача на кристаллогидрат
Смесь цинка и цинкового купороса (ZnSO4 · 7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора гидроксида натрия, при этом выделилось 2,24 л газа (н.у.) и образовался раствор массой 172,04 г. Вычислите массовые доли солей в полученном растворе
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
А) Определяем тип задачи
— это сложные вещества, которые содержат в кристаллической решетке молекулы воды.
Многие соединения (чаще всего соли) выкристаллизовываются из водных растворов в виде кристаллогидратов.
При расчёте молярной массы нельзя забывать про воду.
Его молярная масса будет не 161г/моль, а 287г/моль (161 — ZnSO ,126 — 7H
Часто встречающиеся кристаллогидраты в ЕГЭ
Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи
Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
(Смесь цинка и ·7H2O) полностью растворилась в 160 г раствора
и цинкового купороса (ZnSOO) полностью растворилась в 160 г раствора
Г) Устанавливаем логические связи
Требуется найти массовые доли солей в полученном растворе
1.Чтобы найти массовые доли солей в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самих солей в этом растворе
2. Цинк связан с водородом –равны (2 реакция)
3. Сульфат натрия связан с сульфатом цинка- равны(1 реакция)
)=0,1 моль*2 г/моль=0,2 г
3. n(Zn)= n(H
4. m(Zn)= 0,1 моль* 65г/моль=6,5г
)= 0,02 моль
Задача на пластинку
Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты. В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора. Найдите массовую долю соли в полученном растворе. Примите Ar(Cu)=64. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
А) Определяем тип задачи
Данная задача относится к типу задач на пластинку. Решая задачи, важно понимать, что реакции металлов с солями являются окислительно-восстановительными и протекают на поверхности металла, погруженного в раствор соли а выделившийся в результате реакции металл осаждается на данной поверхности.
Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи
Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
Навеску оксида меди(II) массой 12,0 г растворили в 200 г 9,8 %-й серной кислоты)
В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)
В полученный раствор опустили железную пластинку, выдержали до прекращения реакции и удалили из раствора)
Г) Устанавливаем логические связи
Требуется найти массовую долю соли в полученном растворе
1.Чтобы найти массовую долю соли в полученном растворе нужно знать массу раствора и массу самой соли в этом растворе
2.Сульфид меди связан с оксидом меди — равны (1 реакция)
3.Сульфид железа связан с сульфидом меди – равны (2 реакция)
4.Серная кислота связана с оксидом меди – равны
5.Сульфид железа связан с серной кислотой – равны (3 реакция)
)= n(CuO)=0,15 моль (1 реакция)
)= )=0,15 моль (2 реакция)
)= n(CuO)=0,15 моль
)=0,2 моль-0,15 моль=0,05 моль (3 реакция)
)=0,05моль (3 реакция)
O) = (200 -19,6)+0,15*18= 183,1г
Задача на выход реакции
При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром. Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома?
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
А) Определяем тип задачи
Данная задача относится к типу задач на выход реакции. Выход продукта реакции (выход реакции) — это коэффициент, определяющий полноту протекания химической реакции. Он численно равен отношению количества (массы, объема) реально полученного продукта к его количеству (массе, объему), которое может быть получено по стехиометрическим расчетам (по уравнению реакции).
Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи
Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
(При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г диоксида марганца с 58 г бромида калия при 77%-ном выходе выделился бром)
Какой объём (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома)
Г) Устанавливаем логические связи
1)Требуется найти объём пропена. Что бы найти объём нужно знать его количество
V=n • 22.4 (л/моль)
2)Бром связан с диоксидом марганца – равны (1 реакция)
3)Пропен связан с бромом – равны (2 реакция)
KBr – избыток
)=0,2 моль (1 реакция)
)=0,2 моль*0,77=0,154 моль (с учётом выхода реакции)
)=0,154 моль (2 реакция)
)=0,154 моль *22,4 л/моль=3,450 л
)= 3,450 л
Задача на расстворимость
Растворимость карбоната аммония составляет 96 г на 100 г воды. Приготовили насыщенный раствор с 250 мл воды, разделили его на две колбы. В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели, а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке). При этом из второй колбы выделилось в три раза меньше газа (при одинаковых условиях), чем из первой. Определите массовую долю соли во второй пробирке. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
А) Определяем тип задачи
Данная задача относится к типу задач на растворимость.
Б) Пишем «дано» исходя из условия задачи
Проводим анализ условия (составляем уравнения химических реакций, о которых упоминается в условии задачи)
(В первую колбу добавили избыток твёрдого гидроксида натрия и нагрели)
(а во вторую — 250 г соляной кислоты (тоже в избытке))
Г) Устанавливаем логические связи
Требуется найти массовую долю соли во 2 пробирке
1.Чтобы найти массовую долю соли во 2 пробирке нужно знать массу раствора и массу самой соли в этом растворе
2)Углекислый газ связан с карбонатом амония – равны (2 реакция)
3)Хлорид амония связан с карбонатом амония – в 2 раза меньше (2 реакция)
)= 96г – m(H
)=x г — m(H
3) Пусть n((NH4)) во 2 колбе = х моль, тогда n((NH4)) в 1 колбе =1,5х моль
х=1 моль n((NH4))=1 моль (2 реакция)
)=1 моль*96г/моль= 96г (2 реакция)
)=1 моль (2 реакция)
)=1 моль *44г/ моль =44г
8) n (NH)=2 моль (2 реакция)
Cl)= 2 моль * 53,5 г/моль= 107 г
)+ m(HCl) — m(CO
