Решение расчетных задач.
1. Расчётные задачи по химическим уравнениям.
Основные расчётные формулы:
m = ν ∙ M
ν = m / M
ν = V / Vm
V = ν ∙ Vm
Vm = 22,4 л/моль
ν - количество вещества
M - молярная масса (по ПСХЭ Д.И. Менделеева)
m - масса
V - объём
Задача №1
Вычислите объем углекислого газа, который образуется при сгорании пентана объемом 5,6 л при нормальных условиях.
Решение:
1. Пишем уравнение реакции С5Н12 + 8О2 = 5СО2↑ + 6Н2О↑
по уравнению 1 моль 5 моль
по решению 0,25 моль (х)1,25 моль
2. По уравнению количество вещества пентана относится к количеству вещества углекислый газ как 1:5 (коэффициенты в уравнении перед этими веществами)
3. Найдём количество вещества для этих формул исходя из условий задачи (по решению)
n=V/Vm=5,6л/22,4л/моль = 0,25 моль;
Отсюда,количество вещества оксида углерода (IV) 5*0,25моль = 1,25 моль (пропорция - находим х)
4. V(СО2)= n(СО2) * Vm = 1,25моль*22,4л/моль = 28 л.
Хотя, так как эти вещества являются в обычных условиях газами, можно решить и еще проще - объёмы этих веществ относятся как 1:5, значит объём образовавшегося углекислого газа будет в 5 раз больше объёма пентана. Тогда объем, образовавшегося V(СО2) = 5,6л*5 = 28 л
Задача №2
Определите массу воды,которая образуется при сгорании пентана объёмом 11,2 литра.
Решение:
1. Пишем уравнение реакции С5Н12 + 8О2 = 5СО2↑ + 6Н2О↑
по уравнению 1 моль 6 моль
по решению 0,5 моль (х)3 моль
2. По уравнению количество вещества пентана относится к количеству вещества воды как 1:6 (коэффициенты в уравнении перед этими веществами)
3. Найдём количество вещества для этих формул исходя из условий задачи (по решению)
n=V/Vm=11,2л/22,4л/моль = 0,5 моль;
Отсюда,количество вещества воды 6*0,5моль = 3 моль (пропорция - находим х)
4. И находим массу воды m(H2O)=3моль*18г/моль=54 г
2.Нахождение формулы органического вещества по массовой доле химических элементов и относительной плотности газов.
1) Выпишите в тетрадь основные формулы:
D= Mr(1)/Mr(2)
D - относительная плотность первого газа по второму (безразмерная величина).
Например:
D(O2) = Mr(газа)/Mr(O2)=Mr(газа)/32;
D(H2) = Mr(газа)/Mr(H2)=Mr(газа)/2;
D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29.
Wэлемента = (n * Ar (элемента) * 100%) / Mr (вещества),
где n – индекс, число атомов;
W – массовая доля элемента (%).
Задача №1
Найти формулу углеводорода, в котором содержится 14,29 % водорода, а его относительная плотность по азоту равна 2.
Решение:
1. Найдём истинную молярную массу СхНу :
М = D(N2) ∙ 28 = 2 ∙ 28 = 56 г/моль.
2. Найдём массовую долю углерода: ω(С) = 100 % - 14,29 % = 85,71 %.
3. Найдём простейшую формулу вещества и его молярную массу:
х : у = 85,7 / 12 : 14,29 / 1 = 7,142 : 14,29 = 1 : 2 - СН2
М(СН2) = 12 + 1 ∙ 2 = 14 г/моль
4. Сравним молярные массы: М(СхНу) / М(СН2) = 56 / 14 = 4 - истинная формула – С4Н8.
Задача №2
Этиловый спирт содержит 52,18% углерода:13,04% водорода: 34,78% кислорода. Плотность паров спирта по водороду 23. Определите формулу этилового спирта.
Решение:
1. Определим молекулярную массу искомого вещества:
Mr(CxHyOz) = D(H2) · Mr(H2)=23· 2 =46г/моль
2.По формуле n = Wэлемента * Mr(вещества) / Ar элемента * 100%
вычислим число атомов C, H, O
n(C)=(52,18% · 46) / 12· 100% = 2
n(H)=( 13,04% · 46) /1· 100% =6
n(O)=( 34,78% · 46) / 16· 100% =1
Получаем x:y:z =2:6:1, следовательно, вещество C2H6O
Проверка, Mr(C2H6O)= 46г/моль
3.Нахождение формулы органического вещества по продуктам сгорания и относительной плотности газов.
Задача №1.
При сгорании углеводорода получили 6,6 г углекислого газа и 3,6 г воды. Относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,517. Определить формулу вещества.
1)Найдём молярная массу углеводорода:
М в-ва = Dвозд *29= 1,517 *29=44 г/моль
2)Найдём количество атомарного углерода:
n(СО2) = m (СО2)/ М (СО2) =6,6г/44г/моль=0,15 моль
помня, что n(СО2) = n(С) =0,15 моль
3)Найдём количество атомарного водорода:
n(Н2О)= m (Н2О)/ М(H2O)=3,6г/18г/моль=0,2 моль
помня, что n(Н)= 2*n(Н2О)=0,4 моль
4)Находим отношение количеств (С) и (Н)в формуле как целые числа:
n (С) : n(Н)=0,15:0,4=3:8
5) Простейшая формула вещества: С3 Н8
Мпрост =44 г/моль
Мист/ Мпрост =44 /44=1
Истинная формула С3 Н8 - пропан