ПМ-21 хімія 19.04.22
19.04.2022
ПРАКТИЧНА РОБОТА №2 (2 год.)
Тема: Встановлення молекулярної формули речовини за
загальною формулою гомологічного ряду та густиною або відносною густиною.
Виведення молекулярної формули речовини за масою, об᾽ємом або кількістю речовини
реагентів або продуктів реакції.
Мета: навчитись розв¢язувати задачі на
встановлення молекулярної формули речовини за загальною формулою гомологічного ряду та густиною
або відносною густиною, за масою, об᾽ємом або кількістю речовини реагентів або
продуктів реакції.
Теоретична
частина.
Хімічну формулу речовини можна вивести, якщо знати, до якого класу чи групи сполук вона належить і яка її відносна молекулярна або молярна маса.
Пригадайте загальні хімічні формули різних класів
органічних речовин:
алкани СnH2n+2;
алкени СnH2n, n≥2 ;
М(СnH2n)=28 М(СnH2n)=12n+2n=14n 14n=28 n=2 C2H4
алкіни СnH2n-2, n≥2 ;
циклоалкани СnH2n, n≥3 ;
арени СnH2n-6, n≥6 .
Якщо в умові задачі вказано конкретний клас
вуглеводню, користуються загальною хімічною формулою цього класу. Якщо вказано «невідомий
вуглеводень», його формула записується як СxНy, якщо «монохлоропохідна
алкану» - СnH2n+1Сl, «дихлоропохідна алкану» - СnH2nСl2 тощо. Якщо ж зазначено «невідома органічна речовина», то її формулу,
зазвичай, записують СxНyOz, враховуючи і
оксигеновмісні органічні сполуки.
Молярну масу за відсутності відомостей про неї обчислюють за густиною
речовини в газоподібному стані або її відносною густиною за певним газом:
М = ρ · Vm (1), Vm=22,4 л/моль
М(B) = DA(B)
· М(A) (2), де
ρ - густина речовини, DA(B) - відносна густина газу В за газом А.
DA(B)=М(В)/М(А)
DНе(СnH2n)=7 DНе(СnH2n)=М(СnH2n)/М(Не)
М(СnH2n)= DНе(СnH2n)* М(Не)=7*4=28
Приклади розв’язування задач:
ЗАДАЧА 1. Знайти хімічну формулу алкану, молярна маса якого становить 44
г/моль.
Дано:
Розв’язання
М(СnH2n+2) = 44
г/моль 1. Виводимо
формулу для розрахунку молярної
____________________ маси алкану, використавши молярні маси
СnH2n+2 — ? Карбону
і Гідрогену:
М(СnH2n+2) = n•М(С) + (2n + 2)•М(H) =
= 12n + 2n + 2 = 14n + 2.
2. Знаходимо хімічну формулу сполуки:
14n + 2 = 44; n = 3.
Формула алкану — С3Н8.
Відповідь: С3Н8.
ЗАДАЧА 2. Знайти хімічну формулу алкану, який має за нормальних умов густину 1,34
г/л.
Дано:
Розв’язання
ρ(СnH2n+2) = 1,34 г/л (н. у.) 1. Обчислюємо молярну масу сполуки, використавши
________________________ формулу (1):
СnH2n+2 — ? М(СnH2n+2) = ρ(СnH2n+2)•Vm =
= 1,34 г/л•22,4 л/моль = 30 г/моль.
2. Знаходимо хімічну формулу вуглеводню
за загальною формулою алканів:
М(СnH2n+2) = n•М(С) + (2n + 2)•М(H);
14n + 2 = 30; n = 2.
Формула
алкану — С2Н6.
Відповідь: С2Н6.
Формулу сполуки, яка вступає в реакцію, можна також
вивести за її кількістю речовини, масою або об’ємом і аналогічними відомостями про
речовини, які утворюються. Такі дані отримують, здійснюючи хімічний експеримент.
Наприклад, певну порцію речовини спалюють у спеціальному приладі в надлишку
кисню і визначають маси або об’єми продуктів її згоряння — вуглекислого газу,
води, азоту тощо.
Приклади розв’язування задач:
ЗАДАЧА 3. Знайти хімічну формулу газуватого
вуглеводню, якщо при повному згорянні 50мл цієї сполуки утворюються 150 мл вуглекислого
газу і 200 мл водяної пари (об’єми відповідають однаковим умовам).
Дано:
Розв’язання
СxНy
1. Складаємо рівняння реакції в
загальному вигляді:
V(СxНy) = 50 мл 2СxНy + (4 х+ y)/2 О2 → 2х СО2 + y H2О.
V(СО2) = 150 мл Згідно з хімічним
рівнянням, із 2 моль СxHy
V(Н2О, пара) = 200 мл утворюються 2х моль СО2 та –– y моль Н2О.
____________________ 2. Обчислюємо відношення
кількостей речовини
СxНy — ? вуглеводню,
вуглекислого газу і водяної пари
(за законом об’ємних співвідношень, кількість
речовини газу
пропорційна його об’єму за
незмінності зовнішніх умов):
υ(СxНy)
: υ(СО2) : υ(Н2О, пара) =
= V(СxНy) : V(СО2)
: V(Н2О, пара) =
= 50 : 150 : 200 = 1 : 3 : 4.
3. Знаходимо формулу вуглеводню.
Коефіцієнти в хімічному рівнянні пропорційні
кількостям речовини вуглеводню і продуктів реакції:
υ(СxНy)
: υ(СО2) : υ(Н2О, пара) = 1 : 3 : 4 = 2 : 2х : y
Звідси 1 : 3 = 2 : 2х х = 3;
1
: 4 = 2 : y у = 8.
Формула вуглеводню — С3Н8.
Відповідь: С3Н8.
ЗАДАЧА 4. Знайти хімічну формулу вуглеводню, якщо при повному згорянні деякої
його маси утворюються 22 г вуглекислого газу і 11,25 г води. Відносна густина вуглеводню за
воднем становить 29.
Дано:
Розв’язання
СxНy 1. При повному згорянні вуглеводню всі атоми Карбону
m(СО2) = 22 г «переходять» у молекули вуглекислого газу,
m(Н2О) = 11,25 г а Гідрогену — в молекули води.
DН2(СxНy) = 29 Обчислюємо кількості
речовини Карбону і Гідрогену
_________________ в продуктах згоряння, а отже, й у вуглеводні:
СxНy — ? υ(СО2) = m(CО2)/ M(CО2)
M(CО2) = 12+16•2= 44 (г/моль)
υ(СО2) = 22 : 44 = 0,5 (моль);
υ(Н2О) = m(Н2О)/ M(Н2О)
M(Н2О) = 1•2+16
= 18 (г/моль)
υ(Н2О) =11,25 : 18= 0,625 (моль).
Звідси υ(С) = 0,5 моль; υ(H) = 0,625•2= 1,25 моль.
2. Знаходимо найпростішу формулу вуглеводню:
x : y = υ(С) : υ(Н) = 0,5 : 1,25 = 1 : 2,5
Помноживши кожне число знайденого співвідношення
на 2, отримуємо цілі індекси х та у:
x : y = (1 · 2) : (2,5 ·
2) = 2 : 5.
Найпростіша формула вуглеводню С2Н5.
Істинна формула
сполуки СxНy кратна
найпростішій —(С2Н5)n.
3. Виводимо істинну формулу сполуки. Для цього спочатку
обчислюємо молярну масу вуглеводню, використавши
математичний вираз (2):
М(СxНy) = DН2(СxНy)
· М(H2) = 29 · 2 = 58 (г/моль).
М(С2Н5) = 12 · 2 + 1 · 5 = 29 (г/моль)
Оскільки М(СxНy) = n · М(С2Н5),
то n= 58 : 29 = 2
Істинна формула сполуки — (С2Н5)2,
або С4Н10.
Відповідь: С4Н10.
Практична частина.
І рівень
Задача 1. Обчисліть
молярну масу органічної речовини, якщо її густина становить (за варіантом). 1 бал
Задача 2. Обчисліть молярну масу органічної речовини, якщо густина випарів цієї
речовини за (газ за варіантом) становить (за варіантом). 1 бал
Задача
3. Знайдіть хімічну формулу алкану,
молярна маса якого становить (за варіантом) г/моль. 1 бал
Задача 4. Знайдіть хімічну формулу алкену, молярна маса якого становить (за
варіантом) г/моль. 1 бал
ІІ рівень
Задача 5. Знайдіть хімічну формулу алкану, який має за нормальних умов густину (за варіантом). 1 бал
Дано: Розв’язання
ρ(СnH2n+2) = 2,5893г/л (н.
у.) 1. Обчислюємо молярну масу
сполуки, використавши
________________________ формулу (1):
СnH2n+2 — ? М(СnH2n+2) = ρ(СnH2n+2)•Vm =
= 2,5893 г/л • 22,4 л/моль = 58 г/моль.
2. Знаходимо хімічну формулу вуглеводню
за загальною формулою алканів:
М(СnH2n+2) = n•Аr(С) + (2n + 2)• Аr (H)=12n+2n+2=14n+2;
14n + 2 = 58;
14n=58-2
14n=56
n=56:14, n = 4.
Формула алкану — С4Н10.
Задача 6. Знайдіть хімічну формулу алкіну,
густина випарів
якого за воднем становить (за варіантом). 1 бал
Дано:
Розв’язання
DH2(СnH2n-2) = 174 1. Обчислюємо молярну масу сполуки, використавши
________________________ формулу (2):
СnH2n-2 — ? М(СnH2n-2)= DH2(СnH2n-2)* М(H2)=174*2=348 г/моль
2. Знаходимо хімічну формулу вуглеводню
за загальною формулою алкінів:
М(СnH2n-2) = n•Аr(С) + (2n - 2)• Аr (H)=12n+2n-2=14n-2
14n-2=348
14n=348+2
14n=350
n=25
Відповідь: С25Н48
Задача 7. Знайдіть хімічну формулу газуватого вуглеводню,
якщо при повному згорянні 224 мл цієї сполуки утворюються 448 мл вуглекислого
газу і 448 мл водяної пари (об’єми відповідають однаковим умовам), назвіть його. 1 бал
Дано:
Розв’язання
СxНy
1. Складаємо рівняння реакції в
загальному вигляді:
V(СxНy) = 224 мл 2СxНy + (4 х+ y)/2 О2 → 2х СО2 + y H2О.
V(СО2) = 448 мл Згідно з
хімічним рівнянням, із 2 моль СxHy
V(Н2О, пара) = 448 мл утворюються 2х моль СО2 та –– y моль Н2О.
____________________ 2. Обчислюємо відношення
кількостей речовини
СxНy — ?
вуглеводню, вуглекислого газу і водяної пари
(за законом об’ємних
співвідношень, кількість
речовини газу пропорційна його об’єму за
незмінності зовнішніх умов):
υ(СxНy)
: υ(СО2) : υ(Н2О, пара) =
= V(СxНy) :
V(СО2) : V(Н2О, пара) =
= 224 : 448 : 448 = 1 : 2 : 2.
3. Знаходимо формулу вуглеводню.
Коефіцієнти в хімічному рівнянні пропорційні
кількостям речовини вуглеводню і продуктів реакції:
υ(СxНy)
: υ(СО2) : υ(Н2О, пара) = 1 : 2 : 2 = 2 : 2х : y
Звідси 1 : 2 = 2 : 2х , 2х=4, х = 2;
1 : 2 = 2 : y у = 4.
Формула вуглеводню — С2Н4.
Відповідь: С2Н4.
Задача 8. Знайдіть хімічну формулу вуглеводню, якщо при
повному згорянні деякої його маси утворюються 8,8 г вуглекислого газу і 1,8 г
води. Відносна густина вуглеводню за гелієм становить 6,5. Назвіть цей вуглеводень. 1 бал
ІІІ рівень
Задача 9. Визначте формулу бромопохідного метану, якщо його
відносна густина за
гелієм становить 23,75. Назвіть
цю сполуку. 2 бали
Задача 10. При спалюванні 0,1 моль
вуглеводню утворюється 11,2 л карбон (ІV) оксиду і 10,8 г води. Виведіть молекулярну формулу сполуки і назвіть цей вуглеводень. 2 бали
Примітка:
1) максимально можлива оцінка за умови виконання задач І рівня – 4
2) максимально можлива оцінка за умови виконання задач І- ІІ рівня – 8
3) задачі ІІІ рівня
зараховуються тільки за умови виконання задач ІІ рівня. Максимально можлива оцінка за практичну роботу
- 12
Вихідні дані (за варіантами ):
|
Варіант |
Задача 1 ρ , г/л |
Задача 2 |
Задача 3 М, г/моль |
Задача 4 М, г/моль |
Задача 5 ρ , г/л |
Задача 6 DН2 |
|
|
за газом |
значення густини за цим газом |
||||||
|
1 |
0,7143 |
Н2 |
8 |
16 |
350 |
6,9643 |
13 |
|
2 |
1,3393 |
О2 |
1,375 |
30 |
336 |
7,5893 |
20 |
|
3 |
1,9643 |
N2 |
2,57 |
58 |
322 |
8,2143 |
27 |
|
4 |
2,5893 |
Cl2 |
1,21 |
72 |
308 |
8,8393 |
34 |
|
5 |
3,2143 |
He |
11 |
86 |
294 |
9,4643 |
41 |
|
6 |
3,8393 |
CO2 |
1,95 |
100 |
280 |
10,0893 |
48 |
|
7 |
4,4643 |
Н2 |
50 |
114 |
266 |
10,7143 |
55 |
|
8 |
5,0893 |
О2 |
3,56 |
128 |
252 |
3,2143 |
62 |
|
9 |
5,7143 |
N2 |
4,57 |
142 |
238 |
3,8393 |
69 |
|
10 |
6,3393 |
Cl2 |
1,8 |
156 |
224 |
4,4643 |
76 |
|
11 |
1,1607 |
He |
7 |
170 |
210 |
0,7143 |
83 |
|
12 |
1,2500 |
CO2 |
0,95 |
184 |
196 |
1,3393 |
90 |
|
13 |
1,3393 |
Н2 |
28 |
198 |
182 |
1,9643 |
97 |
|
14 |
1,8750 |
О2 |
1,75 |
212 |
168 |
2,5893 |
104 |
|
15 |
2,5000 |
N2 |
226 |
154 |
3,2143 |
111 |
|
|
16 |
3,1250 |
Cl2 |
1,18 |
240 |
140 |
3,8393 |
118 |
|
17 |
3,7511 |
He |
17,5 |
254 |
126 |
4,4643 |
125 |
|
18 |
4,3751 |
CO2 |
1,91 |
268 |
112 |
5,0893 |
132 |
|
19 |
5,0132 |
Н2 |
13 |
282 |
98 |
5,7143 |
139 |
|
20 |
5,6252 |
О2 |
1,25 |
296 |
84 |
6,3393 |
146 |
|
21 |
6,2503 |
N2 |
0,93 |
310 |
70 |
0,7143 |
153 |
|
22 |
1,7857 |
Cl2 |
0,96 |
324 |
56 |
1,3393 |
160 |
|
23 |
2,4107 |
He |
10 |
338 |
42 |
1,9643 |
167 |
|
24 |
3,0357 |
CO2 |
2,86 |
352 |
28 |
2,5893 |
174 |
Висновок.
Комментарии
Отправить комментарий