Слайд 1Решение задач на нахождение молекулярной формулы органических веществ
ЕГЭ по химии –
задача 35
Презентацию подготовила учитель химии МАОУ Лицей № 1 г.Березники Пермского края
Крепышева Ирина Вадимовна
Слайд 2Типы задач на определение формулы вещества
Определение формулы вещества по массовым долям
химических элементов или по общей формуле вещества;
Определение формулы вещества по продуктам сгорания;
Определение формулы вещества по химическим свойствам.
Слайд 3Определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей
формуле вещества
сначала находят мольное соотношение атомов в веществе — оно соответствует его простейшей формуле.
Например, для вещества состава АхВу соотношение количеств веществ А и В соответствует соотношению числа их атомов в молекуле:
х : у = n(A) : n(B);
затем, используя молярную массу вещества, определяют его истинную формулу.
Слайд 4Пример 1
Определить формулу вещества, если оно содержит 84,21% С и 15,79%
Н и имеет относительную плотность по воздуху, равную 3,93.
Слайд 5Решение примера 1
Пусть масса вещества равна 100 г. Тогда масса С
будет равна 84,21 г, а масса Н — 15,79 г.
Найдём количество вещества каждого атома:
ν(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 моль,
ν(H) = 15,79 / 1 = 15,79 моль.
Слайд 63. Определяем мольное соотношение атомов С и Н:
С : Н =
7,0175 : 15,79 (сократим оба числа на меньшее) = 1 : 2,25 (домножим на 4) = 4 : 9.
Таким образом, простейшая формула — С4Н9.
4. По относительной плотности рассчитаем молярную массу:
М = D(возд.) • 29 = 114 г/моль.
Молярная масса, соответствующая простейшей формуле С4Н9 — 57 г/моль, это в 2 раза меньше истинно молярной массы.
Значит, истинная формула — С8Н18.
Слайд 7Метод 2
Находим истинную молярную массу (114 г/моль), а затем находим массы
атомов углерода и водорода в этом веществе по их массовым долям.
m(C) = 114 • 0,8421 = 96; т.е. число атомов С 96/12 = 8
m(H) = 114 • 0,1579 = 18; т.е число атомов Н 18/1 = 18.
Формула вещества — С8Н18.
Ответ: С8Н18.
Слайд 8Пример 2
Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.
Слайд 9Решение примера 2
Общая формула алкина СnH2n−2
Как, имея плотность газообразного алкина, найти
его молярную массу? Плотность ρ — это масса 1 литра газа при нормальных условиях.
Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят 22,4 л такого газа:
M = (плотность ρ) • (молярный объём
Vm) = 2,41 г/л • 22,4 л/моль = 54 г/моль.
Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и n:
14 • n − 2 = 54, n = 4.
Значит, алкин имеет формулу С4Н6.
Ответ: С4Н6.
Слайд 10Пример 3
Определить формулу дихлоралкана, содержащего 31,86 % углерода.
Слайд 11Решение примера 3
Общая формула дихлоралкана: СnH2nCl2, там 2 атома хлора и
n атомов углерода.
Тогда массовая доля углерода равна:
ω(C) = (число атомов C в молекуле) • (атомная масса C) / (молекулярная масса дихлоралкана)
0,3186 = n • 12 / (14n + 71)
n = 3, вещество — дихлорпропан.
Ответ: С3Н6Cl2, дихлорпропан.
Слайд 12Задача на определение формулы вещества по продуктам сгорания
Найдите молекулярную формулу
углеводорода, имеющего плотность по водороду, равную 22, если при сгорании 4,4 г его в кислороде, образуется 6,72 л СО2 и 7,2 г Н2О.
Дано: D(в-ва)H2=22;
m (CxHy)=4,4 г
V(CO2)=6,72 л
m(H2O) = 7,2 г_
CxHy - ?
Слайд 13 Задачу такого типа можно решить различными способами.
1 способ решения
1) Найдем молярную
массу вещества по формуле:
M(в-ва)= DH2 × MH2;
М(в-ва)= 22 × 2 г/моль = 44 г/моль
2) Находим количество вещества углеводорода по формуле:
nв = mв/Mв;
n(CxHy)= 4,4 г : 44 г/моль = 0,1 моль
Слайд 143) n(Н2О)= 7,2 г : 18 г/моль = 0,4 моль
4) n(CO2)=
V/Vm;
n(CO2)= 6,72 л : 22,4 л/моль = 0,3 моль
5)CxHy + O2 → 3CO2 + 4 H2O
0,1 : 0,3 : 0,4
1 : 3 : 4 - коэффициенты
C3H8 - истинная формула
Ответ: C3H8.
Слайд 152 способ решения
1)Найдем молярную массу вещества по формуле:
M(в-ва)= DH2 ×
MH2;
M(в-ва) = DH2 × MH2 = 22 × 2 г/моль = 44г/моль
Слайд 162) Составим уравнение реакции:
4,4 г
6,72 л 7,2 г
CxHy + (x+0,25y)O2 → x CO2 + y/2 H2O
44 г/моль 22,4 x 18y/2 = 9y
4,4 6,72 4,4 7,2
___ = ____ ____ = ___ ,
44 22,4 х 44 9y
0,3 0,8
0,1 = __ , 0,1 = ___,
х y
0,3
х = — = 3 . y = 8.
0,1
C3H8 – истинная формула
Ответ: C3H8.
Слайд 173 способ решения
1) Найдем молярную массу вещества по формуле:
M(в-ва)= DH2
× MH2;
М(в-ва)= 22 × 2 г/моль = 44 г/моль
2) 6,72 л х г
СО2 → С
22,4 л 12 г
х = 6,72 × 12 / 22,4 = 3,6 (г) – m (C)
3) 7,2 г у г
Н2О → 2Н
18 г 2 г
у = 7,2 × 2 / 18 = 0,8 (г) – m (H).
Слайд 184) Найдем соотношение атомов С и Н в веществе CxHy :
m
(C) m (H) 3,6 0,8
—— : —— = —— : ——
Ar (C) Ar (H) 12 1
0,3 : 0,8
3 : 8 ? C3H8 –
простейшая формула вещества.
М (C3H8) = 12 × 3 + 8 = 44 г/моль
C3H8 – истинная формула
Ответ: C3H8
Слайд 19Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Относительная плотность паров органического соединения по
сернистому газу равна 2. При сжигании 19,2 г этого вещества образуется 52,8 г углекислого газа (н.у.) и 21,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.
Слайд 20Задачи для самостоятельного решения
Задача 2. При сжигании органического вещества массой 1,78
г в избытке кислорода получили 0,28 г азота, 1,344 л (н.у.) СО2 и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится 1,204•1022 молекул.
Слайд 21Задачи для самостоятельного решения
Задача 3.При сгорании органического вещества, содержащего С, Н
и хлор, выделилось 6,72 л (н.у.) углекислого газа, 5,4 г воды, 3,65 г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества.
Слайд 22Определение формул веществ по химическим свойствам.
Пример 1
При взаимодействии 0,74 г
предельного одноатомного спирта с металлическим натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования 112 мл пропена (н. у.). Что это за спирт?
Слайд 23Решение примера 1
1) Формула предельного одноатомного спирта — CnH2n+1OH. Здесь удобно
записывать спирт в такой форме, в которой легко составить уравнение реакции — т.е. с выделенной отдельно группой ОН.
2) Составим уравнения реакций (нельзя забывать о необходимости уравнивать реакции):
3) 2CnH2n+1OH + 2Na → 2CnH2n+1ONa + H2
C3H6 + H2 → C3H8
Слайд 244) Можно найти количество пропена, а по нему — количество водорода.
Зная количество водорода, по реакции находим количество вещества спирта:
5) ν(C3H6) = V / Vm = 0,112 / 22,4 = 0,005 моль => ν(H2) = 0,005 моль,
νспирта = 0,005 • 2 = 0,01 моль.
6) Находим молярную массу спирта и n:
7) Mспирта = m / ν = 0,74 / 0,01 = 74 г/моль,
14n + 18 = 74
14n = 56
n = 4.
8) Спирт — бутанол С4Н7ОН.
Ответ: C4H7OH.
Слайд 25Определение формул веществ по химическим свойствам.
Пример 2
Определить формулу сложного эфира, при
гидролизе 2,64 г которого выделяется 1,38 г спирта и 1,8 г одноосновной карбоновой кислоты.
Слайд 26Решение примера 2
1) Общую формулу сложного эфира, состоящего из спирта и
кислоты с разным числом атомов углерода можно представить в таком виде:
CnH2n+1COOCmH2m+1
Соответственно, спирт будет иметь формулу
CmH2m+1OH,
а кислота
CnH2n+1COOH.
Уравнение гидролиза сложного эфира:
CnH2n+1COOCmH2m+1 + H2O → CmH2m+1OH + CnH2n+1COOH
Слайд 271) Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и
сумма масс продуктов реакции равны.
Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:
m(Н2О) = (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = 1,38 + 1,8 − 2,64 = 0,54 г
ν(Н2О) = m / M = 0,54 / 18 = 0,03 моль
Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны.
Слайд 283) Можно найти их молярные массы:
Мкислоты = m / ν = 1,8
/ 0,03 = 60 г/моль,
Мспирта = 1,38 / 0,03 = 46 г/моль.
Получим два уравнения, из которых найдём m и n:
MCnH2n+1COOH = 14n + 46 = 60, n = 1 — уксусная кислота
MCmH2m+1OH = 14m + 18 = 46, m = 2 — этанол.
4)Таким образом, искомый эфир — это этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат.
Ответ: CH3COOC2H5.
Слайд 29Определение формул веществ по химическим свойствам.
Пример 3
Определить формулу аминокислоты, если при
действии на 8,9 г её избытком гидроксида натрия можно получить 11,1 г натриевой соли этой кислоты.
Слайд 30Решение примера 3
1) Общая формула аминокислоты (если считать, что она не
содержит никаких других функциональных групп, кроме одной аминогруппы и одной карбоксильной):
NH2–CH(R)–COOH.
Можно было бы записать её разными способами, но для удобства написания уравнения реакции лучше выделять в формуле аминокислоты функциональные группы отдельно.
Слайд 312) Можно составить уравнение реакции этой аминокислоты с гидроксидом натрия:
NH2–CH(R)–COOH +
NaOH → NH2–CH(R)–COONa + H2O
Количества вещества аминокислоты и её натриевой соли — равны. При этом мы не можем найти массу какого-либо из веществ в уравнении реакции. Поэтому в таких задачах надо выразить количества веществ аминокислоты и её соли через молярные массы и приравнять их:
M(аминокислоты NH2–CH(R)–COOH) = 74 + МR
M(соли NH2–CH(R)–COONa) = 96 + МR
Слайд 323) νаминокислоты = 8,9 / (74 + МR),
νсоли = 11,1 / (96 +
МR)
8,9 / (74 + МR) = 11,1 / (96 + МR)
МR = 15
Легко увидеть, что R = CH3.
Можно это сделать математически, если принять, что R — CnH2n+1.
14n + 1 = 15, n = 1.
Это аланин — аминопропановая кислота.
Ответ: NH2–CH(CH3)–COOH.
Слайд 33Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.
Определить формулу алкена, если известно, что
он 5,6 г его при присоединении воды образуют 7,4 г спирта.
Слайд 34Задачи для самостоятельного решения
Задача 2.
Для окисления 2,9 г предельного альдегида
до кислоты потребовалось 9,8 г гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида.
Слайд 35Задачи для самостоятельного решения
Задача 3.
Одноосновная моноаминокислота массой
3 г с
избытком бромоводорода образует 6,24 г соли. Определить формулу аминокислоты.
Слайд 36Задачи для самостоятельного решения
Задача 4. При окислении предельного одноатомного спирта оксидом
меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определить молекулярную формулу этого спирта.
Слайд 37Задачи для самостоятельного решения
Задача 5.
При взаимодействии предельного двухатомного спирта массой 2,7
г с избытком калия выделилось 0,672 л водорода. Определить формулу спирта.
Слайд 38Задачи из реальных вариантов егэ
Задача 1.
Слайд 40Задачи из реальных вариантов егэ
Задача 2.