Задача 35 ЕГЭ по химии
Нахождение молекулярной формулы веществ
Для решения задач этого типа необходимо знать общие формулы классов органических веществ и общие формулы для вычисления молярной массы веществ этих классов:
Алгоритм решения большинства задач на нахождение молекулярной формулы включает следующие действия:
— запись уравнений реакций в общем виде;
— нахождение количество вещества n, для которого даны масса или объем, или массу или объём которого можно вычислить по условию задачи;
— нахождение молярной массы вещества М = m/n, формулу которого нужно установить;
— нахождение числа атомов углерода в молекуле и составление молекулярной формулы вещества.
Примеры решения задачи 35 ЕГЭ по химии на нахождение молекулярной формулы органического вещества по продуктам сгорания с объяснением
При сгорании 11,6 г органического вещества образуется 13,44 л углекислого газа и 10,8 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 2. Установлено, что это вещество взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра, каталитически восстанавливается водородом с образованием первичного спирта и способно окисляться подкисленным раствором перманганата калия до карбоновой кислоты. На основании этих данных:
1) установите простейшую формулу исходного вещества,
2) составьте его структурную формулу,
3) приведите уравнение реакции его взаимодействия с водородом.
Решение: общая формула органического вещества СxHyOz.
Переведем объем углекислого газа и массу воды в моли по формулам:
Молярный объем Vm = 22,4 л/моль
n(CO2) = 13,44/22,4= 0,6 моль, =>в исходном веществе содержалось n(C) =0,6 моль,
n(H2O) = 10,8/18 = 0,6 моль, => в исходном веществе содержалось в два раза больше n(H) = 1,2 моль,
Узнаем, содержался ли кислород в органическом соединении. Для этого от массы органического вещества отнимаем массу углерода и массу водорода: m(O)= 11,6 – 0,6* 12 – 1,2= 3,2 г,
Значит, искомое соединение содержит кислород количеством:
n(O)= 3,2/16 = 0,2 моль
Посмотрим соотношение атомов С, Н и О, входящих в состав исходного органического вещества:
n(C) : n(H) : n(O) = x : y : z = 0,6 : 1,2 : 0,2 = 3 : 6 : 1
Нашли простейшую формулу: С3H6О
Чтобы узнать истинную формулу, найдем молярную массу органического соединения по формуле:
М(СxHyOz) = Dвозд(СxHyOz) *M(возд)
Mист(СxHyOz) = 29*2 = 58 г/моль
Проверим, соответствует ли истинная молярная масса молярной массе простейшей формулы:
М (С3H6О) = 12*3 + 6 + 16 = 58 г/моль — соответствует, => истинная формула совпадает с простейшей.
Из данных задачи: » это вещество взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра, каталитически восстанавливается водородом с образованием первичного спирта и способно окисляться подкисленным раствором перманганата калия до карбоновой кислоты» делаем вывод, что это альдегид.
2) При взаимодействии 18,5 г предельной одноосновной карбоновой кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.
3) Некоторая предельная карбоновая одноосновная кислота массой 6 г требует для полной этерификации такой же массы спирта. При этом получается 10,2 г сложного эфира. Установите молекулярную формулу кислоты.
4) Определите молекулярную формулу ацетиленового углеводорода, если молярная масса продукта его реакции с избытком бромоводорода в 4 раза больше,чем молярная масса исходного углеводорода
5) При сгорании органического вещества массой 3,9 г образовались оксид углерода (IV) массой 13,2 г и вода массой 2,7 г. Выведите формулу вещества, зная, что плотность паров этого вещества по водороду равна 39.
6) При сгорании органического вещества массой 15 г образовались оксид углерода (IV) объемом 16,8 л и вода массой 18 г. Выведите формулу вещества, зная, что плотность паров этого вещества по фтороводороду равна 3.
7) При сгорании 0,45 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н.у.) азота. Плотность исходного газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу этого вещества.
8) При сгорании бескислородного органического вещества образовалось 4,48 л (н.у.) углекислого газа, 3,6 г воды и 3,65 г хлороводорода. Определите молекулярную формулу сгоревшего соединения.
9) При сгорании органического вещества массой 9,2 г образовались оксид углерода (IV) объёмом 6,72 л (н.у.) и вода массой 7,2 г. Установите молекулярную формулу вещества.
10) При сгорании органического вещества массой 3 г образовались оксид углерода (IV) объёмом 2,24 л (н.у.) и вода массой 1,8 г. Известно, что это вещество реагирует с цинком.
На основании данных условия задания:
1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;
2) запишите молекулярную формулу исходного органического вещества;
3) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
4 ) напишите уравнение реакции этого вещества с цинком.
Источник
Выведите формулу органического вещества если при его сгорании массой 11 г образуется
При сгорании некоторого органического вещества массой 20,6 г получили 17,92 л углекислого газа (н. у.), 2,24 л азота (н. у.) и 16,2 г воды. При нагревании с раствором гидроксида калия данное вещество подвергается гидролизу, продуктами которого являются соль природной аминокислоты и этанол.
На основании данных условия задачи:
1) произведите вычисления, необходимые для нахождения формулы исходного органического вещества;
2) установите его молекулярную формулу;
3) составьте структурную формулу этого вещества, которая отражает порядок связей атомов в молекуле;
4) напишите уравнение реакции гидролиза этого вещества в присутствии гидроксида калия.
1) Вычислим количества веществ углекислого газа, азота и воды, образующихся при сгорании органического вещества, а также количества и массы входящих в них элементов:
отсюда 
отсюда 
отсюда 
Вычислим массу и количество вещества кислорода, входящего в состав органического соединения:
Обозначим молекулярную формулу органического вещества как CxHyNzOw, тогда
2) Молекулярная формула органического соединения – C4H9NO2.
3) Поскольку исходное органическое вещество подвергается гидролизу и при гидролизе в присутствии гидроксида калия образуются соль природной аминокислоты и этанол, то этим веществом является этиловый эфир аминоуксусной кислоты:
4) В присутствии гидроксида калия этиловый эфир аминоуксусной кислоты гидролизуется с образованием аминоацетата калия и этанола:
Источник
Выведите формулу органического вещества если при его сгорании массой 11 г образуется
При сгорании органического вещества А массой 5,19 г получили 4,032 л углекислого газа, 2,43 г бромоводорода и 1,08 г воды. В молекуле органического соединения А функциональные группы находятся на максимальном расстоянии друг от друга. На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции образования вещества Б при гидролизе вещества А с избытком водного раствора гидроксида калия (используйте структурные формулы органических веществ).
1) Определим молекулярную формулу органического вещества А.
Общая формула вещества 
Запишем схему реакции горения:
Простейшая формула исходного вещества 
Суммарное число атомов водорода и брома равно 6, что является максимально возможным при шести атомах углерода (соответствует формуле 
при 
). Значит, простейшая формула является молекулярной формулой исходного вещества.
Из молекулярной формулы можем определить, что вещество А содержит фенильное кольцо, гидроксильную группу, и бром в качестве заместителя в кольце. Так как по условию дано, что заместители расположены на максимальном расстоянии друг от друга, то бром находится в пара положении относительно гидроксильной группы.
Источник
Решение расчетных задач на установление формулы вещества
Разделы: Химия
Установление формулы вещества по массовым долям элементов, входящих в его состав.
Задача 1. Массовые доли меди и кислорода в оксиде меди соответственно равны 88,8% и 11,2%. Установить простейшую формулу вещества.
1. Сумма массовых долей меди и кислорода составляет 100%. Следовательно, других элементов в веществе нет.
2. Находим соотношение между числами молей атомов меди и кислорода:
Следовательно, простейшая формула: Си2О
Задача 2. В оксиде серы на 2 массовые части серы приходится 3 массовые части кислорода. Установить формулу вещества.
Следовательно, на 1 атом серы приходится 3 атома кислорода. Формула: SO3
Задача 3. Найти формулу кристаллогидрата сульфата алюминия, содержащего 48,6 масс % кристаллизационной воды.
В общем виде формула кристаллогидрата может быть записана как Al2(SO4)3*n H2O Решение задачи сводится к нахождению величины n. Если кристаллогидрат содержит 48,6 масс % воды ,то это значит, что 100 г. кристаллогидрата содержит 48,6 г. воды и 51,4 г.безводного сульфата алюминия. Исходя из этого, можно определить число молей воды, приходящееся на 1 моль Al2(SO4)3. Молярная масса Al2(SO4)3=342 г/моль, тогда
Теперь определяем число молей воды, содержащееся в 323,3 г:
Задачи для самостоятельного решения.
1. Вещество содержит кислорода – 47,06%, фосфора – 22,79%, калия – 28,68%, водорода – 1,47%.Определите формулу вещества.
2. Образец оксида азота массой 11 г занимает объем 5,6 л (н. у.). Массовая доля азота в нем – 63,64%.Установите формулу оксида.
3. По данным элементного анализа одноосновной карбоновой кислоты было установлено, что в ней углерода – 48,65%, водорода – 8,11. Выведите формулу карбоновой кислоты.
4. Установите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11% брома.
Установление формулы вещества на основании уравнений реакций с его участием.
Задача 1. При нагревании соли массой 12,8 г. образуются вода массой 7,2 г. и азот объема 4,48 л. (н.у.) Определите формулу соли, если её молекулярная масса равна 64 г/моль.
1. Определим количество моли образовавшегося азота:
2. Вычислим количество молей атомарного азота, соединяющегося в образце исходного вещества:
3. Определим количество вещества полученной воды:
4. Количество молей атомарного водорода и кислорода, которые содержались в образце соли, составляет:
5. Находим соотношение количеств веществ атомарных азота, водорода и кислорода в соединении:
Следовательно, соль имеет формулу (NH2O)x
6. Зная, что молекулярная масса вещества равна 64г/моль, получаем:
Соль имеет элементный состав N2H4O2, или NH4NO2. При нагревании образуется вода и азот: NH4NO2 = 2H2O+N2
Задача2. Некоторая предельная одноосновная кислота массой 6г требует для полной этерификации такой же массы спирта. При этом получается 10,2г сложного эфира. Установите молекулярную формулу кислоты.
1. Записываем в общем виде уравнение реакции:
2. Определяем массу выделившейся воды: (6+6) – 10,2=1,8 г, что составляет n(H2O)=
3. По уравнению реакций видим, что 6 г кислоты составляет 0,1 моль, т.к. кислота и вода находятся в соотношении 1:1
4. Опредиляем молярную массу кислоты:
М (кислоты) = 60г/моль
5. Общая формула кислоты:
Формулы кислоты СH3COOH– уксусная кислота.
Задачи для самостоятельного решения.
1. Для восстановления 2,68 г оксида трехвалентного металла водородом, получены при взаимодействии 3,39 г цинка с разбавленной серной кислотой. Определить формулу оксида.
2. При каталитическом гидрировании 23,2 г альдегида было получено 24 г соответствующего спирта. Назовите исходный альдегид.
3. При дегидратации 18,5 г предельного одноатомного спирта образовался алкен, объем которого равен 3,36 л (н. у ). Выход алкена составил 60% от теоретически возможного. Определите формулу спирта.
Установление формулы вещества по продуктам сгорания.
Первый способ решения.
Задача 1. При сгорании органического вещества массой 4,8 г образовались 3,36 л углекислого газа (н.у) и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду составляет 16. Определить формулу вещества.
1. Используя формулу относительной плотности находим молярную массу органического вещества: М (вещества)=2Дн2= 2*16=32г/моль
2. Вычисляем сколько г углерода содержится в 3,36л углекислого газа, следовательно, столько же г углерода содержалось в органическом веществе:
3. Аналогично находим массу водорода в 5,4 г воды:
4. Определяем, не входит ли еще другой элемент в состав органического вещества? Для этого находим сумму масс углерода и водорода, сравниваем с массой вещества по условию задачи: 1.8 + 0,6 = 2,4 г следовательно, входит еще и кислород, масса его составляет: 4,8 -2,4 = 2,4 г
5. Находим соотношение между числами молей атомов углерода, водорода и кислорода:
М(СH4O)=12+4+16=32г/моль. Эта цифра совпадает с молярной массой органического вещества, следовательно это и есть истинная формула органического вещества.
Второй способ решения (через уравнение реакции горения органического вещества)
Задача 2. При сжигании 8,6 г углеводорода образовалось 26,4 г углекислого газа и 12,6 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2,966. Определите молекулярную формулу этого вещества.
1. Пусть состав органического вещества – СxHy
2. Записываем в общем виде уравнение реакции горения органического вещества:
3. Вычисляем молярную массу органического вещества: М (СxHy) = 2,966*29=86 г/моль
6. Составляем простейшую формулу углеводорода: С6Н14
7. Проведем проверку ответа. Для этого вычислим молярную массу простейшего углеводорода: М (С6Н14) = 12*6 +14 = 86г/моль. Это значение совпадает с М (Сх Нy).
8. Истинная формула углеводорода – С6Н14
Задачи для самостоятельного решения.
1. При сгорании 1,8 г органического вещества образовалось 3,96 г углекислого газа и 1,96 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 30. Выведите молекулярную формулу этого органического вещества.
2. При сгорании углеводорода объемом 0,6 л выделился углекислый газ объемом 1,2 л (н.у). Масса 1 л этого углеводорода равна 1,16 г. Определите молекулярную формулу этого углеводорода.
3. Определите молекулярную формулу органического вещества, если при сжигании 25,2 г его образовалось 40,32 л углекислого газа (н.у.) и 32,4 г воды. Плотность этого вещества равна 1,875 г/л.
Источник
