І. Виведення молекулярної форми відомого класу органічних сполук за відносною густиною
Приклад
Відносна густина пари алкану за киснем дорівнює 3,563. Визначте формулу цього алкану і назвіть його.
СnH2n+2 Mr(CnH2n+2)= 12n+2n+2
D(CnH2n+2)О2= 3,563 1. Обчислимо молярну масу алкану:
M(О2)=32г/моль M(CnH2n+2) = 3,931 32 г/моль = 114 г/моль
2. Обчислимо число атомів Карбону в алкані:
114= 12n+2n+2; 14n = 112; ; С8Н18
Відповідь: Формула сполуки С8Н18 - октан.
ІІ. Виведення молекулярної формули за відомими масовими частками елементів
Приклад
Виведіть молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому становить 82, 75%, а Гідрогену 17,25%. Відносна густина пари цього вуглеводню за повітрям дорівнює 2.
ω(С) = 82,75% 1. Обчислимо молярну масу вуглеводню:
ω(Н) = 17,25%
CxHy - ?
пов = 29 г/моль
3. Обчислюємо число атомів Карбону і Гідрогену у вуглеводні (для розрахунків відсотки переводимо в частки):
Фоу углводн С4Н10
4. Робимо перевірку виведеної формули вуглеводню за молярною масою:
М(С4Н10)=58 г/моль
Відповідь: формула вуглеводню С4Н10 -бутан
ІІІ. Виведення молекулярної формули за відомими масою, об’ємами або кількістю речовини продуктів згорання
Приклад
Внаслідок спалювання вуглеводню масою 1,5 г утворилися оксид карбону (ІV) об’єму 2,24 л (н.у.) та вода масою 2,7 г. Виведіть формулу вуглеводню, якщо відносна густина його за повітрям становить 1,0345.
m(CxHy)=1,5г 1. Обчислимо молярну масу вуглеводню:
V(C xHy)=2,24 л
xHy- ?
Mпов = 29 г/моль
. Очслмо кіьксть речовини оксиду карбону (ІV) об’ємом 2,24 л:
. Обчислимо кількість речовини води масою 2,7 г:
. Обчислим співвнош кількостей речовин вугевон, оксиду карбону (ІV) та води:
СхНу + О2 → СО2 + Н2О
υ (CxHy : υ (СО2) : υ (Н2О)
0,05 0,05 0,05
1 : 2 : 3
СхНу + О2 → 2 СО2 + 32
Обчислимо число атомів Карбону і іоену у вуглеводні:
х=2; у=6; 2; М(С2Н6) = 30 г/моль
Відповідь: Формула вуглеводню С2Н6 (етан)
IV. Виведення молекулярної формули за об’ємом кисню, необхідного для спалювання органічної речовини
Приклад
На спалення 0,5 моль етиленового вуглеводню витрачається 33,6 л кисню (н.у.). Встановити формулу сполуки.
n(СnH2n) = 0,5 моль 1. Знаходимо кількість речовини кисню за умовою:
СnH2n - ? 2. Складаємо рівняння реакції горіння етиленового вуглеводню у загальному вигляді і розставляємо коефіцієнти:
СnH2n + хO2 → nСО2 + nН2О
2x = 2n + n
2x=3n
3.Складаємо пропорцію:
На 1 моь СnH2n йде 1,5(n) моль O2
На 0,5 моль СnH2n йде 1,5 моль О2 (за умовою)
тже у млекулі етиленоого вуглеводню два атоми Карбону А надва томи Карбон припадає
чотириатомиГідрогену. Формула вуглеводню С2Н4, це етилен.
Відповідь: формула вуглеводню С2Н4 (етилен)
V. Виведення молекулярної формули за об’ємними відношеннями газів
Приклад
При дегідратації первинного насиченого спирту утворився газоподібний алкен, об’єм якого виявився в 4 рази меншим, ніж об’єм карбон(VI)оксиду, що утворився при спалювані такої ж кількості спирту. Одержаний алкен може повністю знебарвити розчин бромної води, де міститься 16г брому. Який спирт піддали дегідратації?
Дано:
кладаємо рівняння відповідних реакцій:
2) Горіння первиннго насиченого спирту:
СnHn+1OH + О2 СО2 + Н2О
3) Прєднання брому аленом:
СH2n B2 СnH2n Br2
Складамо співвідноен реагюих речовин тапродуктів реакції:
V(СnH2n) : V(CO2) = 1:4
4) Знаходимо кількість речовинБрому:
,з інням n(СnH2n) = 0,1 моль
5) За умовою задачі:
1 n2 4V CO2
СnH2n) = 0,1 моль
n(CO2) = 0,4 моль
n(СnH2n): nCO2) = 0,1 ,4 = 1:4
6)Формула алкеу істить 4 атоми Карбону:
С4Н8
При гідратації алкену добуемо одноатомний насичений спирт С4Н9ОН
Відповідь: С4Н9ОН – бутанол
VІ. Виведення молекулярної формули за рівнянням стану ідеальних газів
Приклад
Дано:
Vпосуду = 2,75л 1) За рівнянням Менделєєва-Клапейрона:
m(CnH2n+1OH) = 1,32г
(2 ,6л иводимо формулу для взначення кількості речовини суміші продуктів
T = 227ºС згорання:
CnH2n+1OH - ? R = 8,314
м бееження маси рчоини, знаходимо масу кисню итраченого для спалювання насиченого одноатомноо спирту:
мл
чови:
прдукті екці:
О2)= х,
nНО ,05-
ладмматматичніняна закном збееженя с речовин
12 =44х + 0,202-х)18
6,1=44х + ,4 – 18х
75 = 26х
х = 0,095
Отже, υ(СО2) =0,095 моль, υ(Н2О) = 0,1075 моль
4) Складаємо рівняння реакції горіння насиченого одноатомного спирту:
CH2n+1OH + О2 5СО2 О
За співвідношенням υ(СО2) : υ(Н2О) = 0:15 6
сполуці спирту 5 атомів Карбону і 12 атомів Гідрогену.
Оте формула насиченого одноамного спирту С5Н11ОН
Відповідь: С5Н11ОН – пентанол (аміловий спирт)
VІІ. Виведення молеклярної формули з хімічними властивотями речовин
Прикла №1
Етиленовий вглеводень, що утворився із 24 г одноатомного насиченого спирту при нагріванні з концентрованою сульфатною кислотою, приєднує 15,3 мл брому (ρ = 3,14 г/см3). Який спирт використали для реакції? Врахуйте, що масова частка виходу алкену становить 75% від теоретичного.
m(СnH2n+1OH) = 24г 1. Визначаємо масу брому, що приєднує алкен:
V(Br2) = 15,3мл m(Br2) = ρ = 153 мл 314/мл =48 г
ρ = 3,14 г/см3 2. Визнємо кількісьрчовини брому:
Сn2n+1OH - ?
.Сладаємо рівняння відповідних реакцій:
СnH2n + Br2 H2nBr2
Сn2n+1Hn+HO
4 Винаємпрктичн кількість речовини ану,що иєнує бром:
n(B) = nпр.СnH2) =0,3мл
5 бчилим тереич лькість виод алкену:
. Обчлимо молярну асу однотомного насиченог спирту:
Очислмо атмів Карбону в сполуці сирту :
12n n +1 +7 = 60
=42
n=3
8 Виводимо ормулу дноатомного насиченого спиту
С3Н7OH
Відповідь: дляракії використали пропанол (С3Н7OH)
Приклад №2
Для каталітичного гідрування алкіну невідомого складу потрібно використати 1,7 л водню (н.у.). Така ж сама маса вуглеводню під час взаємодії з бромом утворює 15,24 г тетраброміду з розгалуженим карбоновим скелетом. Визначте формулу алкіну.
V(H2) = 1,7 л 1. Складаємо рівняння відповідних реакцій:
m(СnH2n-2Br4) = 15,24г СnH2n-2 + 2H2 Hn+
СnH2n - ? 2.Обчислимокіьксть речовини водню
що вступив у рекці каалітичного
гідрування алкіну :
3Оиимо кіькість речовини брому, що вступив уреацію:
n(Br2)= 0,076 моль
4.Очсм асу брому:
m(Br2) = М 1 мль ,06 л 1,1
5 Обчислим масу алкіну:
m(СnH2n-2) = m(СHn2B4) –m(Br2) = 15,4 – 1,16 = 3,08 г
6. Обчсюмо кількіст рои аіну а інння рекції пиєдння брому
n(СnH2n2) =n(B2)/2 = 0076/2 =,038 моль
7. Обчслюємо молярну масу алкіну:
8 Обчслюємо число атомв Карбону кіні:
12 +2n–2 8
14n = 84
n=6
9. Виводимо формулу алкіу:
С6H10
Відовідь: формулаалкіну С6H10 (гексин)
Приклад №3
Внаслідок нагрівання насиченого одноатомного спирту з концентрованою йодидноюкислотою утворилась сполука, в якій масова частка йоду становить 74,7%. Визначте формулу одноатомного спирту.
СnH2n+1OH СnH2n+1OH + НI СnH2n+1I + H2O
ω
СnH2n+1OH ?
0,747 (14n+128) = 127
10,5 5,616 =127
1,5n 1,34
;3ОН
Віпоід: орул спиту СНО (пропанол)
АЛГОРИТМИРВ’ЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ РАІНОЇ ХІМІЇ
Приклад№1.
Масова частка крохмалю у картоплі становить 20%. Яку асу глюкози можнаотримати з картолі масою 1620 кг, кщо вихід продукту орівнює 75%?
W((C6H10O5)х=20% mпр(глюкози) = mтеор.(глкози)·η(глюкози)
m(карт)= 1620кг Знхоимо масу крохмалю
Складємо рівняня реакції та співвідошення величин
(C6H10O5)х + 2О→х C6H12O6
)=60·3г0,7=27·103г=270кг
Відповід: mпр.(глкои=270кг
Приклад№2.
Сміш етану та етилену о’мо 0 л(омлн ми знбарвила бромну воду маою25г. Розрахуйте об’ємну частку етлену всуміші, якщомасова частка брому в бромній воді стаовить 3,2%.
V(С2Н6+С2Н4)-200мл утворенням 1,2-диброметану:
тр(r2) – 5г С2Н4 + Вr2 −> С2Н4Вr2.
з рівнняреції вилває:
n(2Н4)= n(r2; (СН),05 (мль)
числюємо об’єм еилеу занормаьнх мов:
V2Н = nС2Н4)Vm; (СН4)= 0,005 • 22,4 = 0,112 л)= = 112 (мл).
рахвуємо об’єну частку етилену у вихідній гаовійсуміші:
іпоь: 56%
Приклад№3
умнену і циклогексеном асо 5 г нвє бомну воду масою 12 г (асоа частка броу 3,2%). значе мс од,о утворюється під ча сплюванняв ксні такої саої уміші масю 20 .
Дано: т1 (сум) – 5г тр ( (Вr2)-125г W (Вr2) –3% т2(сум)-20г т (Н2О)-? | З бромною водою взаємоіє ише один компонент суміші — циклогекен:
|
изначаємо масу і кількіть реовниброу,о стуив реацію:
Обчсюємо клкість чии циклогеса(пончєоо іео ) овтпи в реакцію з ом. Ізрівняння реацї (а)випливає:
n(Ц) =nВr2);n(Ц) = 0,025(моль)
Розраховуємо масу і масовучтку циклоексену в суміші:
m(Ц)=nЦ ()(Ц) = 0025 ∙ 8= 2,05 ()
св частка бенолу (Б) суміші дво ечовин дорівює:
w(Б) - w(Ц); w) = 1 -041 = 0,59.
Визнчаємомсу і кількість речоини езолу в зразку суміші ао m' = 20 г:
Аоічо яиклогексену одержуємо m'(= 8,2 г і n'(Ц) = 0,1 мол
Скадаємо рівняння реакцйгоріння бензолу і циклогекеу:
Виходяч з рівнякцї(б, заиуємо:
)=3"Б;
n6(НО- 3 ∙ 0,15 = 0,45 (моь).
Викрстовуючи рівняння ракці (, темо
n(Н2 = n(Ц;nвН2O= 5-0,1 — 05 (мол.
агальна вни води, щовиіллся пі чоріння суміші масою 20 г, становить
n(Н2О=n(2)n(Н2); n(Н2O) = 0,45+0,5= 0,5 (мол)
билємо масу добутої води
m(Н2O) = n(Н2О) ∙М(Н2O); m(Н2O) = 0,5 0,8 = 7,1 (г
Відповідь: 17,1г
Приклад№4.
Етанол об’ємом 30 мл(густина 0,79 г/мл) нагріли з адлишком броміду натрію і суьфтнї исоти. З реакційної суміші виділили брометан масою 42,3 г. Обчисліть масову частку виходу брометану.
Дано: V(С2Н5ОН)-30мл p(С2Н5ОН)-0,79г\мл тпр(С2Н5Вr)- 42,3г ɳ (С2Н5Вr)-? | При нагріванні суміші етанолу з бромідом калію та сульфатною кислотою відбуваються реакції: 2KBr + H2SO4 ⇆ 2HBr + K2SO4; (а) С2Н5ОН + НВr ⇆ С2Н5Вr + Н2O. (б) |
Обислюємо масу і кількість речовини етанлу, взятого для реакції:
m(С2Н5ОН) = V(С25ОН) ∙ р(С2Н5OН);
m(С2Н5OН) = 30 ∙ 0,79≈ 23,7 (г);
Із рівняння реакції (б) впливає:
n(С2Н5Вr)= n(С2Н5ОН); n(С2Н5Вr) = 0,515 (моль).
Розраховуємо мс брометану, який міг би утворитися при 100 %-му иході:
m(С2Н5Вr) = n(С2Н5Вr) ∙ M(С2Н5Вr);
mСНВ)=055∙19≈61()
Обчислюємо масову частку виходу брометану:
Відповідь: 75,4%
Приклад№5.
Якийоб’єм 15озчину гіроксиду клію (густин 1,14 г/мл потрібний дя нейтралізоотовоїкислоти, дбутої з 12,8 кадльцію.
Дано: W(КО)-15% p(КОН) 1,14г/мл т(СаС2) 1.8г р(КОН)-? | Складамо рвняння реацій синтезу амінооцтвої кислоти з карбід кальцію: а) одежання ацетилену з карбіу кальцію: СаС2 + 2Н2O−> Са(ОН2) + С2Н2; б) одержання ацетальдеіду (реакція Кучерова): Нg2+ С2Н2+ Н2O −> СН3СОН; в) киснення ацетальдгіду будь-якм окисником: СН3СОН + [О] −>СН3СООН; г) хлорування отової кислоти: СН3СООН + Сl2 − СlСН2СООН + НСl; д) взаємдія хлороцтової кислоти з аміакм: СlСН2СООН + 2NH3 −> H2NCH2COH + NH4Cl. |
Визначаємо кількістьречовини СаС2:
Із рівнянь ракці а—д випливає, що
n(H2NCH2COOH)= n(СаС2); n(H2NCH2COOH) = 0,2 мол.
З рівняння реакції нейтралізації кислоти:
2NCH2COOH + КОН -> H2NCH2COOK + Н2О виплива що
n(КОН) = n(H2NCH2COOH); n(КОН) = 0, моль.
Обчислюємо масу порібного КОН:
m(КОН) = n(КОН) ∙ M (КО(КОН) = 0,2 ∙ 56 =11,2 (г).
Обчислюємо масу і об’єм розчину гідроксиду калію:
Відповідь: 65,5 мл.
Приклад№6.
Як можна добути анілін, виходячизметану і не використовуючи іні органіні сполуки? Зазначт уов перебігу реакцій.
Розв’ання. Проводячи піроліз мтану, ожна добути ацетилен:
t
2СН4 —> С2Н2 + ЗН2.
При наявност вугільного каталізатора з ацетиену можна добути бено:
Під дію нітруючої суміші (суміш коноаих нітатної та сульфатної кислот) на ензол утворюється нітробензол:
З нтробензолу можна добуи анілін за реію Зініна, викоистовуючияк відновник суьфід амоію,залізо у килмсріень за навності каталзторів, наприклад:
псо икористаої ітратуи
Бееан О.В Органічна хя: навч.посноплПрн они 212 0 .
Куьменко М.. ьн ВВ іі. я колярів таабітурінтів /Пер. з ос.– Тенопль Навчальна кнга – Богдан, 201. –560 с.
Ппель . П. Хімія (рівен станарту) : підруч. я 10 кл. акладв загльної середньої освти / П. П. Попель, Л. . Кикля. — Київ : ВЦ «Акаемія», 2018. — 256 . : і.
Речицький О.Н., Решнов С.Ф. Навчальн-метоин емендації “Державна атстація студетів з хімії для студнтів IV-V курсів спеціаьності Хімя денної, заочної та екстернатнї формнавчання Інституту пиродонавства - Херсон , 007. – 93.
Електронний носій : ПОСІБНИК ЗХІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНХ ЗКЛАДІВ https://subject.com.ua/chmitry/admission/168.html