Іі. Задачі з використанням об’ємних співвідношень

Обчислення задач полягає в тому, щоб встановити, які елементи (кількісно і якісно) входять до складу речовини. Коли відомо всі об’єми вихідних речовин і продуктів реакції, то ці об’єми можуть бути їх коефіцієнтами (на основі газових законів). А щоб обчислити кількість атомів кожного елемента в сполуці, потрібно скористатися законом збереження маси речовини.

 

Задача: При згоранні 40 мл газу витратили 30 мл кисню, а одержали 20 мл азоту і 60 мл водяної пари. Яка це речовина?

 

Дано: Розв’язання:

V(газу) = 40мл Оскільки це горючий газ, то за

V (О₂) = 30 мл продуктами реакції

V(N₂) = 20 мл встановлюємо, що крім Нітрогену

V(Н₂О) = 60 мл і Гідрогену, до її складу не входять

Знайти: інші елементи.

N_xH_y -? Тому загальна формула

сполуки - N_xH_y

 

N_xH_y + О₂ = N₂ + Н₂О_г.

Оскільки відомі всі об’єми вихідних речовин і продуктів реакції, то

40 30 20 6

4N_xH_y + 3О₂ = 2N₂ +6Н₂О_г.

 

Використовуючи закон збереження маси речовин, визначаємо x і y:

 

4х = 4; х = 1.

4y = 12; y = 3.

 

Отже, формула - NН₃.

Відповідь: NH₃ - амоніак.

 

Алгоритм

 

Вивчи умову задачі.

Запиши скорочено цю умову.

Склади рівняння реакції та познач дані величини за умовою задачі.

На основі газових законів переведи величини об’ємів в коефіцієнти при допомозі спільного кратного.

На основі закону збереження маси речовини обчисли кількість атомів у невідомій сполуці.

Склади формулу речовини.

Запиши відповідь до задачі повну або скорочену.

Виконайте завдання:

1. На спалювання 20 мл горючого газу було витрачено 130 мл кисню, а одержано 80 мл оксиду карбону (IV) та 100 мл водяної пари. Яка формула сполуки?

(С₄Н₁₀)

 

2. При згоранні 80 мл газу витратили 100 мл кисню, а одержали 80 мл оксиду нітрогену (ІІ) та 120 мл водяної пари. Визначте формулу.

(NH₃)

 

3. При згоранні 20 мл горючого газу витрачається 50 мл кисню, а утворюється 40 мл оксиду карбону(IV) і 20 мл водяної пари. Знайти формулу сполуки.

(С₂H₂)

 

4. При спалюванні 15 мл леткої рідини було витрачено 45 мл кисню, а одержано 30 мл оксиду сульфуру (IV) і 15 мл оксиду карбону(IV). Яка це сполука?

(СS₂)

5. При спалювання 30 мл газу було витрачено 150 мл кисню і одержано 90 мл оксиду карбону (IV) та 120 мл водяної пари. Що це за сполука? (С₃Н₈)

ІІІ. Встановлення формули за продуктами згорання

Обчислення задач полягає у закономірностях процесів горіння простих і складних речовин. Внаслідок горіння складної речовини утворюється стільки оксидів – продуктів реакції, скільки елементів входить до складу вихідної сполуки. Тому необхідно спочатку встановити, з яких хімічних елементів складається ця сполука, а потім перевірити чи не входить до складу ще й Оксиген. Розрахувати співвідношення атомів у молекулі і вивести істинну формулу на основі найпростішої формули та молекулярної маси речовини.

 

Задача. При спалюванні 1,3 г речовини утворюється 4,4 г оксиду карбону (IV) і 0,9 г води. Відносна густина парів за воднем – 39. Встановити формулу сполуки.

Дано: Розв’язання:

m(р-ни) = 1,3г

m(CO₂) = 4,4г 1. Яка молярна маса сполуки?

m(H₂O) = 0,9г D_H = М_r(сполуки): М_r (Н₂);

D_H = 39 М(сполуки) = D_H ^. М_r(Н₂)=39 ^. 2=78.

Знайти: 2. Яка маса Карбону в сполуці?

формулу р-ни -? х г 4,4г

С + О₂ = СО₂

ν= 1 моль ν=1 моль

M=12г/моль М=44г/моль

m=12 г m=44 г

х г: 4,4г = 12г: 44г;

х = 1,2г.

 

3. Яка маса Гідрогену в сполуці?

 

х г 0,9г

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О;

ν= 2 моль ν=2 моль

M= 2г/моль М=18г/моль

m=4 г m=36 г

х г: 0,9 г = 4 г: 36 г;

х = 0,1 г.

 

4. Чи є третій елемент в сполуці?

m = 1,3 – (1,2 + 0,1) = 0 (г).

 

5. Яке співвідношення атомів Карбону і Гідрогену в сполуці?

m(C) m(H) 1.2 0.1

A_r(C) A_r(H) 12 1

5. Чи відповідає найпростіша формула істинній?

М (СН) = 13 – не відповідає.

 

7. Яка істинна формула?

n= 78: 13 = 6.

Отже, С₆Н₆.

 

Відповідь: C₆Н₆.

Алгоритм

 

Вивчи умову задачі.

Запиши скорочено цю умову.

Обчисли відносну молекулярну масу сполуки за формулою.

Обчисли масу за рівнянням реакції (або за формулою) кожного елемента, що входить до складу сполуки.

Перевір, чи не входить до складу сполуки третій елемент.

Знайди співвідношення атомів у молекулі.

Склади найпростішу формулу речовини.

Перевір, чи відповідає найпростіша формула істинній.

Вразі необхідності виведи істинну формулу сполуки.

Запиши відповідь до задачі повну або скорочену.

Виконайте завдання:

1. Продуктами горіння речовини масою 3,2 г є азот об’ємом 2,24 л (н.у.) і вода масою 3,6 г. визначте формулу сполуки, якщо густина її пари за воднем становить 16.

(N₂H₄).

2. При спалюванні 8,4 г речовини одержали 26,4 г оксиду карбону (IV) і 10,8 г води. Відносна густина пари цієї речовини за повітрям – 2,9. визначити формулу сполуки.

(С₆Н₁₂)

 

3.Під час спалювання 29 г органічної сполуки, утворилося 88 г вуглекислого газу та 45 г води. Відносна густина цієї речовини за повітрям дорівнює Установіть молекулярну формулу речовини.

3. Під час спалювання 2,8 г органічної сполуки, утворилося 8,8 г вуглекислого газу та 3,6 г води. Відносна густина цієї речовини за метаном дорівнює 4,375. Установіть молекулярну формулу речовини.

4. При спалюванні 6,19 г органічної речовини одержали 19,46 г карбон діоксиду та 7,97 г води. Густина парів цієї речовини за повітрям становить 2,414. Визначити формулу речовини.

 

IV. Визначення складу сполуки за рівнянням реакції

Обчислення задач полягає у закономірностях протікання хімічних процесів, що базуються на властивостях речовин, - тобто на знаннях хімічних властивостей того чи іншого класу органічних або неорганічних речовин. Правильно складене рівняння реакції дасть можливість обрахувати молекулярну масу невідомої сполуки, а потім за цією величиною вивести формулу речовини.

 

Задача. Встановити формулу і молекулярну масу етиленового вуглеводню, якщо 7 г його приєднує 8 г брому.

Дано: Розв’язання:

m(р-ни) = 7 г

m(Br₂) = 8 г 1. Яка відносна молекулярна маса

Знайти: етиленового вуглеводню?

М_r -? 7 г 8 г

С_nH_2n -? C_nH_2n + Br₂ ---- C_nH_2n

ν= 1 моль ν=1 моль

M_r= х М= 160г/моль

m= х г m= 160 г

х: 160 г = 7 г: 8 г;

х = 140;

М_r (С_nH_2n) = 140.

 

2. Яка формула етиленового вуглеводню?

12n + 2n = 140

12n = 140

n = 10.

Отже, формула ненасиченого вуглеводню

С₁₀H₂₀ – декен.

 

Відповідь: C₁₀Н₂₀.

 

 

Алгоритм

 

Вивчи умову задачі.

Запиши скорочено цю умову.

Запиши відповідне рівняння реакції до задачі.

1. Обчисли відносну молекулярну масу невідомої речовини за рівнянням реакції.
2. Обчисли кількість атомів у сполуці за відомою загальною формулою класу.
3. Виведи формулу сполуки.
4. Запиши відповідь до задачі повну або скорочену.

Виконайте завдання:

1. Визначте формулу алкену, якщо відомо, що в присутності нікелевого каталізатора алкен масою 14 г приєднує 5,6 л водню (н.у.).

 

2. Дієновий вуглеводень масою 5,4 г може приєднати максимум 4,48 л хлороводню (н.у.). Встановіть молекулярну формулу сполуки, складіть структурні формули її ізомерів.

 

3. Ацетиленовий вуглеводень масою 10,8 г повністю прореагував з 14,6 г хлороводню. Визначте формулу невідомої сполуки.

 

4. При дії на ненасичений вуглеводень надлишком розчину хлору в тетрахлоретані утворилось 14,1 г дихлориду, а при дії на таку ж кількість речовини цього вуглеводню надлишком бромної води одержали 23 г диброміду. Визначте молекулярну формулу його ізомерів.

 

5. Для каталітичного гідрування алкіну невідомого складу потрібно використати 1,7 л водню (н.у.). така ж кількість речовини вуглеводню при взаємодії з бромом утворює 15,24 г тетраброміду з розгалуженим карбоновим скелетом. Визначте формулу алкіну і напишіть його структурну формулу.

 

19. Елемент знаходиться у ІV групі, масова частка Оксисену у вищому оксиді цього елемента дорівнює 21,23%. Назвати елемент, записати електронну формулу його атома.

20. Назвати елемент за такими даними: знаходиться у ІV групі, масова частка елемента у вищому оксиді – 78,77%.

21. Назвати елемент за такими даними: знаходиться у ІІ групі, масова частка елемента у гідроксиді дорівнює 54,05%.

22. Назвати елемент за такими даними: знаходиться у ІV групі, масова частка елемента у його вищому оксиді дорівнює 60%.

23. Елемент ІV групи утворює вищий оксид, масова частка Оксисену в якому 30,48%. Назвати елемент, скласти електронну формулу його атома.

24. Елемент ІV групи утворює вищий оксид, масова частка Оксисену в якому 40%. Назвати елемент.

25. Вищий оксид елемента має відносну молекулярну масу 142 і містить 43,6% елемента. Що це за елемент, до якої групи і підгрупи він належить.

26. Назвати елемент за такими даними: чотиривалентний, масова частка Оксисену у вищому оксиді дорівнює 36,78%.

27. Елемент знаходиться у VІ групі, масова частка Оксисену в його вищому оксиді дорівнює 60%. Назвати елемент, скласти формулу його оксиду і гідроксиду.

28. Елемент V групи утворює летку водневу сполуку, масова частка елемента в якій дорівнює 91,18%. Назвати елемент, скласти формулу його оксиду та гідроксиду.

29. Елемент утворює летку водневу сполуку, яка містить 12,5% Гідрогену. Вищий оксид цього елемента має склад RO₂. Назвати елемент.

30. Елемент утворює гідроксид складу ROH. Масова частка Оксисену у відповідному оксиді цього елемента дорівнює 25,8%. Назвати елемент.

31. Елемент утворює летку водневу сполуку НR. Вищий оксид цього елемента містить 61,2% Оксисену. Назвати елемент, скласти формулу його вищого гідроксиду.

32. Масова частка елемента у леткій водневій сполуці дорівнює 0,9412. Вищий оксид цього елемента має склад RO₃. назвати елемент, скласти формулу його вищого гідроксиду.