Розділ VI. Задачі на виведення формул
6.1. Виведення формул речовин за масовими частками елементів
Алгоритм 21
З використанням атомного фактору
-
Позначити число атомів з елементів через x, y, z.
-
Знайти співвідношення між числом атомів у молекулі, поділивши масові частки кожного елемента на їх відносні атомні маси.
-
Знайдене відношення перевести до цілочисельного значення, для чого всі члени другої половини рівності розділити на найменше число.
-
Написати найпростішу формулу речовини.
Алгоритм 22
Через кількість речовини
-
Прийняти масу речовини за 100 г.
-
Обчислити маси кожного з елементів в речовині.
-
Обчислити кількості речовини кожного з елементів.
-
Знайти співвідношення між кількостями елементів.
-
Записати найпростішу формулу.
Приклад 33
У складі сполуки масові частки елементів Калію, Хрому та Оксигену складають відповідно 26,53%; 35,37% та 38,09%. Визначити формулу речовини.
Дано:
|
Розв’язання:
|
ω%(К)=26,53% ω%(Сr)=35,37%
ω%(О)=38,09%
|
І спосіб КxCryOz
1. Які співвідношення між атомами в речовині?
х : у : z = ::=:-: =
= 0,68 : 0,68 : 2,38
2.Приводимо знайдене співвідношення до цілочисельного значення:
х : у : z = : :
К2Cr2O7
ІІ спосіб Нехай маса КxCryOz = 100 г.
-
Яка маса кожного елемента в сполуці?
m (K) =
m(Cr) =
m (О) =
-
Яка кількість речовини кожного елемента?
ν (К) =
ν (Сг) =
ν (О) =
-
Яке співвідношення кількостей речовини кожного з елементів?
ν (К) : ν (Сг) : ν (О)= 0,68 : 0,68 : 2,38 =1 :1 : 3,5 = 2 : 2 : 7
|
КxCryOz - ?
|
|
Відповідь: К2Cr2O7
|
6.2. Виведення формул речовин за масовими частками елементів та відносною густиною
Обчислення з використанням атомного фактора
Алгоритм 23
-
Позначити число атомів кожного з елементів через x,y,z.
-
Знайти співвідношення між числом атомів у молекулі, поділивши масові частки кожного елемента на їх відносні атомні маси.
-
Знайдене відношення перевести до цільночисельного значення, для чого всі члени другої половини рівності розділити на найменше число.
-
Написати найпростішу формулу і обчислити відносну молекулярну масу.
-
Визначити справжню відносну молекулярну масу речовини за відносною густиною.
-
Обчислити, у скільки разів справжня відносна молекулярна маса більша за відносну молекулярну масу формули найпростішої речовини.
-
Число атомів кожного з елементів збільшити у потрібне число разів.
-
Записати справжню формулу речовини.
Приклад 34
Масова частка Карбону в органічній речовині складає 82,76%, Гідрогену – 17,24%. Визначити формулу речовини, якщо відносна густина її за воднем становить 29.
Дано:
|
Розв’язання:
|
ω(C)=82,76%
ω(H)=17,24%
|
1. Яке співвідношення атомів у сполуці?
DH2 (CxHy)=29 х : у = : = 6,9 : 17,24 = 1 : 2,5 = 2 : 5
2. Найпростіша формула С2Н5; М(С2Н5) = 29 г/моль
3. Яка справжня молекулярна маса речовини? Мr(СхНу)=D·М(Н2)=58
4. У скільки разів справжня відносна молекулярна маса більша за найпростішу відносну молекулярну масу? 58 : 29 = 2
5. Яка справжня формула речовини? С4Н10; М(С4Н10)=58 г/моль
|
CxHy - ?
|
|
Відповідь: С4Н10
|
6.2.2. Обчислення через масову частку елемента
Алгоритм 24
-
Обчислити справжню молекулярну масу речовини за відносною густиною.
-
Обчислити число атомів кожного з елементів у речовині за формулою:
ω% (E) = ; N(E) =
-
Записати формулу речовини та обчислити її молярну масу.
Розв’язання:
-
Яка справжня молекулярна маса речовини? Мr (СхНу)=D·М(Н2)=58
-
Яке число атомів Карбону і Гідрогену у сполуці?
N(C) = = 4; N (H) = =10
-
Яка справжня формула речовини?
М(С4Н10) = 58 г/моль; 58=58, отже справжня формула С4Н10.
Відповідь: С4Н10
6.3. Виведення формул речовин за продуктами згоряння
6.3.1. З використанням кількостей речовин
Алгоритм 25
-
Обчислити справжню відносну молекулярну масу речовини.
-
Обчислити кількості аналізованої речовини і продуктів згоряння.
-
Обчислити співвідношення кількостей.
-
Записати схему реакції окиснення речовини, прийнявши її за вуглеводень, проставивши в схемі одержані кількості речовин.
-
Записати формулу речовини та обчислити її відносну молекулярну масу.
6.3.2. З використанням методу пропорції на основі
схеми реакції окиснення
Алгоритм 26
-
Обчислити справжню відносну молекулярну масу речовини.
-
Записати схему реакції окиснення речовини, припустивши, що вона – вуглеводень. Урівняти рівняння реакції по числу атомів карбону і гідрогену.
-
Проставити в схему рівняння реакції числові позначення.
-
Обчислити число атомів Карбону і Гідрогену.
-
Обчислити число атомів третього елемента – Оксигену (якщо він є).
-
Записати формулу речовини та обчислити її відносну молекулярну масу.
6.3.3. З використанням мас елементів та співвідношенням їх атомів
Алгоритм 27
-
Обчислити справжню відносну молекулярну масу речовини.
-
Обчислити маси Карбону і Гідрогену в речовині через продукти згорання.
-
Обчислити масу Оксигену в речовині, для чого від загальної маси речовини відняти масу карбону і гідрогену.
-
Обчислити співвідношення атомів С,Н,О в молекулі речовини.
-
Записати справжню формулу речовини та обчислити її відносну молекулярну масу.
Приклад 35
При спалюванні органічної речовини масою 1,1 г утворився вуглекислий газ масою 2.2 г і вода масою 0.9 г. Вивести формулу речовини, якщо її пари об’ємом 0,7 л мають масу 2,75 г.
Дано:
|
Розв’язання:
|
m(реч.)= 1,1 г
m(СО2)= 2,2 г
m(Н2О)= 0,9 г
V пар = 0,7 л
m(пар)=2,75 г
|
І спосіб:
1. 0.7 л важить 2,75 г
22,4л – // – х
х = (2,75·22,4) : 0,7 = 88 (г)
2. Які кількості речовин?
ν (реч) = 1,1 : 88 = 0,0125 (моль)
ν (CO2) = 2,2 : 44 = 0,05 (моль)
ν (H2O) = 0,9 : 18 = 0,05 (моль)
3. Яке співвідношення кількостей речовин?
ν (реч) : ν (СО2) : ν (Н2О) = 0,0125 : 0,05 : 0,05 = 1 : 4 : 4
4. Скільки атомів С та Н в речовині?
СхНу + О2 4 CO2 + 4 H2O
x = 4; y = 8
5. Скільки атомів О в речовині?
N (O) = (88 – 4·12+8) : 16 = 32 : 16 = 2
6. Яка справжня формула?
С4Н8О2 Мг = 88
ІІ спосіб:
1. Яка справжня молекулярна маса речовини?
0.7 л важить 2,75 г
22,4л – // – х
х = (2,75·22,4) : 0,7 = 88 (г)
2. Записати рівняння реакції горіння речовини:
1,1 г 2,2 г 0,9 г
СхНу + О2 x CO2 + y/2 H2O
Мr = 88 Мr = 44 Мr = 18
m = 88 m = 44x m = 9y
x = = 4; y = = 8
3. Скільки атомів О в молекулі речовини?
N(O) == 2
4. Яка справжня формула речовини?
С4Н8О2; Мr (С4Н8О2) = 88
ІІІ спосіб:
1. Яка справжня молекулярна маса речовини?
0.7 л важить 2,75 г
22,4л – // – х
х = (2,75·22,4) : 0,7 = 88 (г)
2. Які маси С та Н в речовині?
СО2 C H2O 2H
M=44 г/моль M=12 г/моль M=18 г/моль M=1 г/моль
m=44 г m=12 г m= 18 г m= 2 г
2.2 г х 0.9 г у
х=0,6 (г) у= 0,1 (г)
3. Яка маса О в речовині?
m (О) = 1,1 – (0,6 + 0,1) = 0,4 (г)
4. Яке співвідношення атомів у молекулі?
ν (C) : ν (H) : ν (O) =: : = 0,05 : 0,1 : 0,025 = 2 : 4 : 1
5. Яка найпростіша формула речовини?
С2Н4О; Мr = 44
6. У скільки разів справжня відносна молекулярна маса більша за найпростішу відносну молекулярну масу?
n = 88 : 44 = 2
7. Справжня молекулярна формула речовини С4Н8О2.
Мr (С4Н8О2)= 88
|
формула - ?
|
|
Відповідь: С4Н8О2
|
6.4. Виведення формул речовин на основі їхніх властивостей
Особливість задач цього типу полягає в тому, що в їх умові вказується певна властивість речовини, на основі якої складаються рівняння реакцій. Рівняння записують в загальному вигляді, враховуючи загальні формули складів речовин.
Умовні позначення
Ме – метал
МехОу – оксид металу
Ме(ОН)х – гідроксид металу
СnH2n+2 – насичений вуглеводень
CnH2n – етиленовий вуглеводень
CnH2n-2 – ацетиленовий чи дієновий вуглеводень
CnH2n-6 – ароматичний вуглеводень
CnH2n+1OH – насичений одноатомний спирт
CnH2n+1COH – альдегід
CnH2n+1COOH – насичена одноосновна карбонова кислота
CnH2n+1NH2 – первинний амін
Алгоритм 28
-
Записати рівняння реакції в загальному вигляді.
-
Проставити числові позначення.
-
Обчислити відносну атомну масу елемента чи число атомів карбону.
-
Записати формулу речовини.
Алгоритм 29
-
Записати рівняння реакції в загальному вигляді.
-
Обчислити кількість вихідної речовини чи продукту реакції.
-
Обчислити за рівнянням реакції кількість невідомої речовини.
-
Обчислити молярну масу невідомої речовини.
-
Обчислити відносну атомну масу елемента чи число атомів карбону.
-
Записати формулу речовини.
6.5. Виведення формул речовин на основі об’ємних співвідношень
В основі розв’язання задача такого типу лежить закон Гей-Люссака:
Об’єми реагуючих і утворених газоподібних речовин відносяться між собою як прості цілі числа або коефіцієнти в рівняннях реакцій.
V1 : V2 : V3 = n1 : n2 : n3
Алгоритм 30
-
Обчислити об’єми реагуючих і утворених речовин.
-
Обчислити співвідношення об’ємів речовин.
-
Записати рівняння реакції окиснення речовини.
-
Перенести в рівняння реакції коефіцієнти.
-
Визначити число атомів елементів у речовині.
-
Записати формулу.
Приклад 36
Вивести формулу вуглеводню, якщо на спалювання його об’ємом 0,3 л витратили кисень об’ємом 1,95 л, а внаслідок реакції утворився вуглекислий газ об'ємом 1,2 л і пари води об'ємом 1,5 л.
Дано:
|
Розв’язання:
|
V (CxHy) = 0,3 л
V (O2) = 1,95 л
V (CO2) = 1,2 л
V (H2O) = 1,5 л
|
1. Яке співвідношення об’ємів реагуючих і утворених речовин?
V(CxHy) : V(CO2) : V(O2) : V(H2O) = 0,3 : 1, 2: 1,95 : 1,5 = 1 : 4 : 6,5 : 5 = 2 : 8 : 13 : 10
2. 2СхНу + 13 О2 8 СО2 + 10 Н2О
3. Скільки атомів Карбону і Гідрогену в речовині?
2х = 8; 2у = 20;
х = 4 у = 10
4. Справжня формула С4Н10.
|
СхНу
|
|
Відповідь: С4Н10
|
Задачі для самостійного розв’язування
-
Визначити молекулярну формулу алкану, масова частка карбону в якому становить 83,4%.
-
При спалюванні 6,19 г органічної речовини одержали 19,46 г вуглекислого газу та 7,97 г води. Густина парів цієї речовини за повітрям становить 2,414. Визначити формулу речовини.
-
Для спалювання 4 мл невідомого газу використали 18 мл кисню. При цьому утворилось 12 мл карбон діоксиду та 12 мл водяної пари. Виміри об’ємів проводились за однакових умов. Визначити формулу вуглеводню.
-
При спалюванні 12 г невідомого вуглеводню утворилось 16,8 л карбон діоксиду та 27 г води. 1 л вуглеводню має масу 0,714 г. Визначити формулу вуглеводню.
-
Монобромпохідна речовина невідомого алкану містить 65% брому. Визначити формулу речовини, записати структурні формули її ізомерів та дати їм назви.
-
При пропусканні ненасиченого вуглеводню масою 14 г крізь надлишок бромної води одержали 54 г дибромпохідного вуглеводню. Визначити формулу ненасиченого вуглеводню.
-
Два ненасичені вуглеводні мають однаковий елементарний склад: 85,714% карбону та 14,286% гідрогену. Густина парів вуглеводнів за повітрям становить відповідно 1,448 та 2,414. Визначити молекулярні формули вуглеводнів.
-
До водного розчину невідомої органічної речовини масою 132 г з масовою часткою речовини 20% додали надлишок амоніачного розчину аргентуму (І) оксиду. Випав осад, на повне розчинення якого витратили 189 г розчину нітратної кислоти з масовою часткою речовини 80%. Визначити формулу органічної речовини.
-
При взаємодії 8,7 г невідомого альдегіду з амоніачним розчином аргентуму (І) оксиду одержали 32,4 г срібла. Визначити структурну формулу альдегіду.
-
Органічна речовина А реагує з воднем та купрум (ІІ) гідроксидом, але не взаємодіє з бромною водою та кальцій оксидом. Масова частка Оксигену в речовині А становить 27,58%. Відомо, що речовина А не змінюється під дією розчину калій перманганату з масовою часткою солі 2%. Визначити формулу речовини А.
Достарыңызбен бөлісу: |