Розв'язання задач на знаходження молекулярної формули вуглеводню за його щільністю та масовою часткою елементів. Завдання для самостійної роботи
Вуглеводень – це органічна речовина, до складу якої входять лише два елементи: вуглець та водень. Він може бути граничним, ненасиченим з подвійним або потрійним зв'язком, циклічним та ароматичним.
Інструкція
- Припустимо, у вас є такі дані: щільність вуглеводню воднем – 21, масовий відсоток водню становить 14,3%, масовий відсоток вуглецю становить 85,7%. Визначити формулуданого вуглеводню.
- Знайдіть молярну масу цієї речовини, виходячи з її щільності водню. Пам'ятайте, що молекула водню і двох атомів. Таким чином, ви отримаєте 21*2 = 42 г/моль.
- Потім обчисліть, яка масова часткавуглецю і водню в молярної маси. 42 * 0,857 = 35,994 г - для вуглецю, 42 * 0,143 = 6,006 г - для водню. Округливши ці величини, отримайте: 36г і 6 г. Отже, в одній молекулі даної речовини міститься 36/12 = 3 атоми вуглецю та 6/1 = 6 атомів водню. Формула речовини: С3Н6 – це пропілен (пропен), ненасичений вуглеводень.
- Або вам дано такі умови: при окисленні, тобто при згорянні газоподібного вуглеводню, щільність парів якого повітрям дорівнює 0,552, утворилося 10 г Вуглекислий газта 8,19 г водяної пари. Потрібно вивести його молекулярну формулу.
- Запишіть загальне рівнянняокиснення вуглеводню: СnНm + O2 = CO2 + H2O.
- Молярна маса вуглеводню 0,552 * 29 = 16,008 г/моль. Власне, вже на цьому завдання можна було б вважати вирішеним, оскільки очевидно, що лише один вуглеводень задовольняє цю умову – метан, СН4. Але доведіть рішення до кінця:
- У 10 г вуглекислого газу міститься 10 * 12/44 = 2,73 г вуглецю. Отже, це кількість вуглецю містилося у вихідному вуглеводні. У 8,19 г водяної пари містилося 8,19*2/18 = 0,91 г водню. Отже, така ж кількість водню була у вихідній речовині. А Загальна масавуглеводню становить: 2,73 + 0,91 = 3,64 р.
- Обчисліть масові відсотки компонентів: 2,73/3,64 = 0,75 чи 75% для вуглецю, 0,91/3,64 = 0,25 чи 25% для водню. Ви знову бачите, що таким умовам задовольняє лише одна речовина – метан. Завдання вирішено.
1. Відносна густинапарів алкену повітрям дорівнює 2,414. Виведіть молекулярну формулу алкену.
2. Щільність алкену за нормальних умов дорівнює
1,875 г/л. Виведіть молекулярну формулу алкену.
3. Відносна щільність парів вуглеводню воднем дорівнює 49. Масова частка вуглецю в ньому дорівнює 85,71%, масова частка водню дорівнює 14,29%.
4. Вуглеводень масою 25 г при нормальних умовахзаймає об'єм 10 л. Масова частка вуглецю у ньому дорівнює 85,71%.Виведіть молекулярну формулу вуглеводню.
5. Відносна щільність парів органічної речовини воднем дорівнює 42. При спалюванні 7 г цієї речовини
утворюється 22 г діоксиду вуглецю н 9 г води.Виведіть молекулярну формулу органічної речовини.
6. Відносна щільність парів органічної сполуки азоту дорівнює 5. При спалюванні 35 г цієї сполуки
отримано вуглекислий газ, що займає за нормальних умов об'єм 56 л, і вода масою 45 г.Виведіть молекулярну формулу органічної сполуки.
Області
Державна бюджетна освітня установа
Mr (CхHy) = DN2 · 28, де DN2 - відносна щільність по азоту
Mr (CхHy) = DО2 · 32, де DО2 - відносна щільність по кисню
Mr (CхHy) = r · 22,4, де r абсолютна щільність(г/мл)
ПРИКЛАД 1 Алкан має щільність парів по кисню 2,25. Визначити його відносну молекулярну масу.
Обчислити відносну молекулярну масу Mr(CхHy) щодо відносної щільності: Mr(CхHy) = DО2·32 ,
Mr (CхHy) = 2,25 · 32 = 72
Вирішення розрахункових завдань на виведення молекулярної формули речовини за масовими частками елементів
Завдання 1. Знайти молекулярну формулу речовини, що містить 81,8% вуглецю та 18,2% водню. Відносна щільність речовини азоту дорівнює 1,57.
1. Записати умову завдання.
https://pandia.ru/text/78/558/images/image002_199.jpg" width="220" height="54 src=">
3. Знайти індекси х та y по відношенню:
https://pandia.ru/text/78/558/images/image005_123.jpg" width="282" height="70 src=">
2. Знайти масову частку водню:
https://pandia.ru/text/78/558/images/image007_103.jpg" width="303" height="41 src=">
отже, найпростіша формула- C2H5.
4. Знайти справжню формулу. Оскільки загальна формулаалканів СnH2n+2, то справжня формула – С4Н10.
Завдання для самостійної роботи
Розв'язати задачі
1. Органічне речовина містить 84,21% вуглецю та 15,79% водню. Щільність парів речовини повітрям 3,93. Визначити формулу речовини.
2. Знайти молекулярну формулу граничного вуглеводню, масова частка вуглецю в якому 83,3%. Відносна щільність парів речовини – 2,59
3. Алкан має щільність пари повітрям 4,414. Визначити формулу алкану.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Габрієлян. 10, 11 кл. - М., Дрофа. 2008.
2. , Фельдман -8, 9. М.: Просвітництво, 1990;
3. Глінка хімія. Л.: Хімія, 1988;
4. Макареня хімію. М.: вища школа, 1989;
5. Романцева завдань та вправ з загальної хімії. М: Вища школа, 1991.
Ганна Валеріївна Дзеніс
Завдання на виведення молекулярної формули вуглеводнів
I. За масовими частками елементів
Опорна інформація:
1) Нехай є вуглеводень х Н у тодіω%(C) – масова частка вуглецю,
перетворюючи цю формулу, можна виразити «х» - число атомів вуглецю: 
.
Аналогічно: 
,
перетворимо цю формулу, виражаючи число атомів водню («у»):
.
[Примітка: якщо за умовою завдання відома масова частка лише одного елемента, масову частку другого елемента можна визначити з формули: .]
2) Відносну молекулярну масу вуглеводню можна обчислити, знаючи величину відносної щільності даного вуглеводню по якомусь газу «А» (водень, кисень, гелій, азот або повітря та ін.):
Mr(З х Н у ) = D А (З х Н у ) · Mr(А),
деD А (З х Н у ) - відносна щільність газоподібного вуглеводню х Н у щодо газу «А»; Mrпорівн.(повітря) = 29
Завдання-зразок : Визначте молекулярну формулу вуглеводню, що містить 84% вуглецю, якщо відносна щільність даної речовини азоту = 3,57.
| Загальна схемарозв'язання задачі | Розв'язання задачі-зразок |
| Дано: а) % (C) або % (Н) б)D А (З X H Y ) або ρ Знайти: З х Н у Послідовність дій: 1) ЗнаходимоMr(З X H Y ) : Якщо відома D А (З X H Y ) , 2) Знаходимо індекси (х іу ): б) ω % (H) = 100 % - ω % (C) | Дано: а) % (C) = 84% б)D N 2 (З X H Y ) = 3,57 Знайти: З х Н у 1) ЗнаходимоMr(З X H Y ) : Mr(З X H Y) = D N2 (З X H Y) Mr(N 2) = 3,57 28 = 99,96 2) Знаходимо індекси (х іу ): б) % (H) = 100% - % (C) = 100% - 84% = 16% Відповідь: З 7 Н 16 |
1) Завдання:Масова частка вуглецю у вуглеводні становить 83,3%. Відносна щільність парів цього вуглеводню воднем = 36. Визначте молекулярну формулу цього вуглеводню.
2) Завдання:Визначте молекулярну формулу вуглеводню, якщо масова частка вуглецю в ньому становить 85,71%, а відносна щільність даної речовини за киснем дорівнює 1,3125.
3) Завдання:Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка водню, у якому становить 15,79%. Відносна щільність парів цієї речовини повітрям дорівнює 3,93.
4) Завдання:Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка водню, у якому становить 18,2%. Відносна щільність даної речовини азоту дорівнює 1,57.
ІІ. За продуктами згоряння
Завдання-зразок : При згорянні 92,8 г вуглеводню утворилося 143,36 л оксиду вуглецю (IV) та 144 г води. Відносна щільність вуглеводню повітрям дорівнює двом. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.
| Загальна схема розв'язання задачі | Розв'язання задачі-зразок |
| Дано: а) m(C X H Y) або V(C X H Y) б) m(CO2) або V(CO2) г)D А (З X H Y ) Знайти: З х Н у Послідовність дій: 1) а) Якщо відомаm (C X H Y ) Mr(З X H Y) = D А (З X H Y) Mr(A) б) Якщо відомийV(C X H Y ) , то переходимо до 2 дії. 2) Обчислюємо: а) n (C X H Y); в) n (H 2 O) за однією з формул: n(A) або n(A) 3) Обчислюємо: а) n (C) = n (CО 2); б) n(H) = 2 n(H2O). (Примітка: перевірка на наявність атомів кисню: m (О) = m (в-ва) - m (С) - m (Н) = m (в-ва) - 12 · n (C) - 1 · n (Н)) 4) Записуємо співвідношення: n (C X H Y) : n (C) : n(H) Ділимо на найменше число. 5) Відповідь: у 1 молекулі C X H Y міститься …. атомів вуглецю та …. атомів водню. | Дано: а) m(C X H Y) = 92,8 г б) V(CO2) = 143,36 л в) m(H 2 O) = 144 г г)D повітря (З X H Y ) = 2 Знайти: З х Н у 1) Оскільки відомаm (C X H Y ) , спочатку визначають М(C X H Y): Mr(З X H Y) = D повітря (З X H Y) Mr (повітря) = 2 29 = 58 2) Обчислюємо: а) n (C X H Y) == = 1,6 б) n(CО 2) = = = 6,4 в) n (H 2 O) = = = 8 3) Обчислюємо: а) n(C) = n(CО 2) = 6,4 б) n (H) = 2 n (H 2 O) = 2 8 = 16 (Оскільки за умовою завдання відомо, що спалили вуглеводень, перевірку на кисень робити не потрібно) 4) Записуємо співвідношення: n (C X H Y) : n (C) : n(H) Ділимо на найменше число - на 1,6: 5) Відповідь: З 4 Н 10 |
5) Завдання:Відносна щільність вуглеводню воднем дорівнює
14. Визначте молекулярну формулу цієї речовини, якщо при згорянні 42 г її утворилося 54 г води та 67,2 л вуглекислого газу.
6) Завдання: 20,16 л вуглеводню спалили, в результаті чого було отримано 80,64 л оксиду вуглецю (IV) та 64,8 г води. Якою є молекулярна формула вихідного вуглеводню?
7) Завдання:При спалюванні 6,72 л деякого вуглеводню утворилося 26,4 г оксиду вуглецю (IV) та 10,8 г води. Визначте молекулярну формулу цієї речовини.
8) Завдання:Відносна щільність парів деякого вуглеводню воднем = 64. У результаті згоряння 3,2 г цієї речовини утворилося 9,9 г вуглекислого газу і 4,5 г води. Визначте молекулярну формулу цього вуглеводню.
9) Завдання:При спалюванні 28 л вуглеводню було отримано 84 л оксиду вуглецю (IV) та 67,5 г води. Щільність газу воднем дорівнює 21. Знайти молекулярну формулу газу.
10) Завдання:При згорянні 17,6 г вуглеводню утворилося 52,8 г вуглекислого газу та 28,8 г води. Відносна густина вихідної речовиниу повітрі дорівнює 1,517. Якою є його молекулярна формула?
