3 подписчика

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ХИМИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНАМ.

15 декабря 202315 дек 2023

73 мин

СКОРИК СОФЬЯ ДЕНИСОВНА

СБОРНИК

ЗАДАЧ

ПО ХИМИИ

С МАТЕМАТИЧЕСКИМ МОДЕЛИРОВАНИЕМ

Абакан

2023

Содержание.

Ⅰ. Предисловие...........................................................................................................3.

Ⅱ. Условные обозначения, названия и единицы физических величин. Основные химические формулы...........................................................................4.

Ⅲ. Раздел Ⅰ. Расчетные задачи неорганической химии....................................5.

3.1. Часть 1. Расчеты по химическим формулам.....................................................5.

3.2. Часть 2. Расчеты по химическим уравнениям................................................10.

3.3. Способ решения задач Части 2........................................................................13.

Ⅳ. Раздел Ⅱ. Расчетные задачи органической химии.....................................26.

4.1. Часть 1. Задачи с кратким ответом..................................................................26.

4.2. Часть 2. Задачи повышенного уровня с полным ответом..............................29.

4.3. Способ решения задач повышенного уровня.................................................33.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В сборнике представлены химические задачи различных типов, предназначенные для изучения химии и подготовки учащихся к вступительному экзамену в высшие учебные заведения. Теоретический материал в книге не рассматривается, лишь основные сведения необходимые для решения задач.

Задачи предлагаются во всех экзаменационных билетах химии. Умение решать их является основным показателем творческого усвоения предмета. Кроме того, решение задач при изучении теории позволяет значительно лучше разобраться в ней и усвоить наиболее сложные вопросы.

Сборник состоит из двух разделов, содержащих задачи различного уровня сложности неорганической и органической химии. Вторая часть каждого раздела - «Задачи повышенной трудности». Примеры приблизительно такого уровня обычно предлагают на вступительных экзаменах в вузы с повышенными требованиями по химии — химические, биологические, медицинские и др. Для каждой задачи предусмотрен ответ, а к задачам повышенной сложности прилагается их решение.

В книге используются общепринятые в настоящее время обозначения физических величин, основные химические формулы, а также схема записи расчетов. В пособии использованы единицы международной системы СИ, некоторые допустимые внесистемные единицы (тонна, литр, миллилитр, и др.), современная международная номенклатура неорганических и органических веществ.

Сборник предназначен для поступающих в вузы. Она может быть рекомендована также учащимся подготовительных отделений вузов, школ, гимназий, лицеев, а в вместе с тем и преподавателям химии.

С.Д. Скорик

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, НАЗВАНИЯ И ЕДИНИЦЫ

ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Ar Атомная(относительная) масса -

Mr Молекулярная масса -

m Масса г,кг,мг

V Объем л,мл,м^3

n Количество вещества моль

M Молярная масса г/моль,кг/моль,мг/моль

Vm Молярный объем л/моль,мл/моль,м^3/моль

W Массовая доля %

p Плотность г/мл,г/см^3

N Число молекул,атомов и тд. -

NA Число Авогадро 6,02*10^23

D/газ Относительная плотность -

Т Температура К

η Выход продукта -

t Время с

Основные химические формулы

M=m/n n=m/M m=n*M

V=n*M n=V/Vm

N=n*NA n=N/NA

D/газ= M(в-ва)/M(газа) M(в-ва)=D/газ*M(газ)

W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%

η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%

Раздел Ⅰ. Расчетные задачи неорганической химии.

Часть 1. Расчеты по химическим формулам.

1.1.Вычислите в процентах массовую долю калия в хлориде калия. Запишите число с точностью до сотых.

Ответ: 52,35%

1.2.Вычислите в процентах массовую долю азота в карбамиде((NH2)2CO). Запишите число с точность до сотых.

Ответ:46,67%

1.3.Вычислите в процентах массовую долю фосфора в гидрофосфате аммония((NH4)2HPO4). Запишите число с точность до сотых.

Ответ:23,48%

1.4. Определите массу карбоната калия количеством вещества 0,25 моль.

Ответ:34,5г.

1.5. Бура(Na2B4O7*10H2O) используется в виде 20%-ого раствора в глицерине или воде. Вычислите, сколько граммов бора содержится в 150г. Такого раствора. Запишите число с точность до десятых.

Ответ: 3,5г.

1.6. Для изготовления радиомонтажных плат используют раствор, содержащий 100г. хлорного железа в 300г. раствора. Вычислите, сколько граммов железа содержится в 200г. раствора. Ответ запишите с точностью до сотых.

Ответ: 23г.

1.7. Определите количество вещества оксида серы(Ⅳ), в котором содержится такое же число атомов серы, что и в пирите FeS2 массой 24г.?

Ответ: 0,4 моль.

1.8. Сколько структурных единиц содержится в молекулярном фторе массой 9,5г? Ответ:3,01*10^23

1.9. Вычислите число молекул содержащихся в молекулярном йоде, масса которого составляет 50,8г.

Ответ: 1,2*10^23

1.10. Имеется 3 моль кислорода О2 при н.у. Определите массу кислорода, его объем,а также число имеющихся молекул кислорода.

Ответ: m=96г., V=67,2л., N=18,1*10^23

1.11.Определите количество вещества хлора, его массу и число имеющихся молекул хлора, если объем хлора составляет 56. Ответ: n=2,5 моль, m=177,5г., N=1,50*10^24

1.12. Какова масса и объем порции оксида азота (IV), содержащей 4,816 • 1023 молекул? Ответ: m=36,8г., V=17,92л. 5.

1.13. Масса порции простого вещества, содержащей 1,806 • 1024 молекул, равна 6г. Определите молярную массу данного вещества и назовите его. Ответ: 2г/моль. Водород.

1.14. Какой объем (н.у.) занимают 1,5*10^26 молекул сернистого газа SO2? Ответ: 5,6 m^3

1.15. Для золочения одного квадратного метра купола нужно 120г. золота. Сколько граммов хлорида золота(Ⅲ) нужно взять, чтобы покрыть золотом купол площадью 250м2? Ответ запишите с точность до целых.

Ответ: 46218г.

1.16. При подкормках овощных и цветочных культур в почву вносят 200г. азота на 100м2. Вычислите, сколько граммов аммиачной селитры надо внести на земельный участок площадью 100м2. Запишите число с точностью до целых

Ответ: 571г.

1.17. Для снижения артериального давления пациенту было введено 1,25г. сульфата магния. Какую массу (в граммах) магния получил пациент? Ответ запишите с точность до сотых.

Ответ: 0,25г.

1.18.Определите объем оксида серы(Ⅳ) (н.у.), который может быть теоретически получен из 1кг. пирита с содержанием основного вещества 93,6%. Дайте ответ с точность до сотых. Ответ: 349,44л.

1.19. К 250г. 10%-го раствора нитрата натрия добавили 10г. этой же соли и 50мл. воды. Вычислите массовую долю нитрата натрия в полученном растворе. Ответ дайте с точность до десятых. Ответ:11,3%

1.20. Из 400г. горячего 50%-го раствора соли при охлаждении выпало 80 г. кристаллов соли. Вычислите массовую долю соли в растворе над осадком. Ответ дайте в процентах с точностью до десятых.

Ответ: 37,5%

1.21. Сколько граммов 98%-ой серной кислоты надо добавить к 300г. воды, чтобы получить 10%-й раствор кислоты? Ответ округлите до ближайшего целого числа.

Ответ: 34г.

1.22. Горячий раствор нитрата калия охладили, при этом выпало 20г. осадка (безводной соли) и образовалось 180г. 24%-го раствора. Чему была равна массовая доля нитрата калия в горячем растворе? Ответ дайте в процентах и округлите до десятых.

Ответ:31,6%

1.23.В 200г. воды растворили 10г. медного купороса (пятиводного сульфата меди). Чему равна массовая доля сульфата меди в полученном растворе? Ответ дайте в процентах и округлите до ближайшего целого числа.

Ответ:3% 6.

1.24.Для полного восстановления раскаленного оксида свинца(II) до металла потребовалось 4,48л. аммиака (в пересчете на н. у.). Вычислите массу образовавшегося свинца. Ответ дайте в граммах с точностью до десятых.

Ответ:62,1г.

1.25. Вычислите массу перманганата калия, который необходимо прокалить для получения 6,72л. (н. у.) кислорода. Ответ дайте в граммах с точностью до десятых.

Ответ: 94,8г.

1.26. При электролизе раствора сульфата меди(II) на аноде выделилось 3,36л. (н. у.) кислорода. Сколько граммов металла выделилось на катоде? Примите Ar(Cu) = 64. Ответ запишите с точность до десятых.

Ответ: 19,2г.

1.27.Раскаленный сульфат бария массой 34,95г. выдерживали в токе водорода до прекращения потери массы. На сколько граммов уменьшилась масса твердого вещества? Ответ округлите до десятых.

Ответ: 9,6г.

1.28.При обжиге 120 г минерала халькозина, который содержит сульфид меди (I) и немедные примеси, образовалось 105,6г. оксида меди (II). Рассчитайте массовую долю примесей в минерале (в %). Ответ запишите с точностью до целых.

Ответ:12%

1.29. Вычислите массу воды, которую нужно добавить к 50г. 20%-го раствора соляной кислоты, чтобы уменьшить ее концентрацию до 10%. Ответ укажите в граммах с точностью до целых. Ответ: 50г.

1.30. В 100г. 5%-го раствора хлорида натрия растворили еще 25г. этого вещества. Чему равна массовая доля хлорида натрия в новом растворе? Ответ выразите в процентах в виде целого числа. Ответ: 24%

1.31.В результате упаривания 200г. 10%-го раствора нитрата калия, масса раствора уменьшилась на 15%. Какую массу 25%-го раствора нитрата калия (в граммах) необходимо добавить к полученному в результате упаривания раствору для получения раствора с массовой долей соли равной 20%. (Запишите число с точность до целых)

Ответ:208г.

1.32. Вычислите объем азота (н.у.), который образуется при полном сгорании 20л. аммиака в избытке кислорода. Ответ укажите в литрах с точность до целых. Ответ: 10л.

1.33. Термохимическое уравнение реакции сгорания железа в кислороде:

4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 + 1646 кДж.

В результате реакции выделилось 2057,5кДж. Вычислите массу образовавшегося оксида железа(Ⅲ). Ответ дайте в граммах с точностью до целых. Ответ: 400г.

1.34. В реакцию, термохимическое уравнение которой:

MgO + CO2 = MgCO3 + 102 кДж,

вступило 88г. углекислого газа. Вычислите количество теплоты, которое выделится при этом. Ответ дайте в кДж с точностью до целых. Ответ: 204 кДж.

1.35. При разложении нитрата меди(Ⅱ) образовалось 12л. оксида азота(Ⅳ). Вычислите объем образовавшегося кислорода. Объемы газов измерены при одинаковых условиях. Ответ дайте в литрах с точностью до целых. Ответ: 3л.

1.36.При нагревании оксид хлора(Ⅰ) полностью разложился, при этом образовалась смесь простых веществ общим объемом 180мл. Сколько литров газа разложилось? Объемы газов измерены при одинаковых условиях.Ответ приведите в литрах в виде целого числа. Ответ: 0,12л.

1.37. Реакция нейтрализации в водном растворе описывается термохимических уравнением:

H+(р-р) + OH-(p-p) = H2O(ж) + 56 кДж.

При взаимодействии гидроксида бария с соляной кислотой выделилось 11,2кДж теплоты. Сколько граммов хлорида бария образовалось? Запишите число с точностью до десятых. Ответ: 20,8г.

1.38. Дано термохимическое уравнение реакции:

(NH4)2Cr2O7(тв.)= Cr3O3(тв.) + N2(г.) + 4H2O + 325,5кДж.

Сколько теплоты (в кДж) выделилось, если в реакцию вступило 81,5г. дихромата аммония? Ответ приведите в кДж с точностью до целых. Ответ: 104 кДж.

1.39. Из 150кг. Природного известняка при взаимодействии с азотной кислотой был получен нитрат кальция массой 196,8кг. Вычислите массовую долю(%) примесей в указанном известняке. Запишите число с точностью до целых. Ответ: 20%

1.40. Из 112кг. обогащенной фосфатной руды в результате ряда превращений, происходящих со 100%-м выходом, получили 58,8кг. ортофосфорной кислоты. Считая, что руда содержит единственный фосфат — фторапатит Ca5(PO4)3F, рассчитайте его массовую долю ( в %) в руде. Запишите число в точностью до целых. Ответ: 90%

1.41. Образец малахита массой 12г. растворили в избытке серной кислоты и собрали 896мл. углекислого газа (н.у.), Считая, что малахит не содержит карбонатных примесей, определите массовую долю основного карбоната мели в нем. В расчет примите Ar(Cu) = 64. Запишите число с точность до целых. Ответ: 74%

Часть 2. Расчеты по химическим уравнениям.

1.42. Вычислить массу цинка, необходимую для получения хлорида цинка количеством вещества 0,5 моль при взаимодействии его с избытком соляной кислоты.

1.43. Какой объем аммиака, измеренный при н.у., должен прореагировать с избытком хлороводорода для получения хлорида аммония массой 10,7г?

1.44.После пропускания через раствор гидроксида калия 448 мл. сернистого газа(н.у.) получили 79г. раствора сульфита калия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

1.45. Какой объем сероводорода (н.у.) можно получить при взаимодействии 58.5г. сульфида железа(Ⅱ), содержащего 10% примесей, с избытком соляной кислоты.

1.46. При взаимодействии металлического натрия с водой образовалось 100г. раствора гидроксида натрия и 1,12л. (н.у.) водорода. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

1.47.После полного растворения 4г. оксида меди(Ⅱ) в азотной кислоте масса раствора составила 94г. Чему равна массовая доля получившейся соли в этом растворе?

1.48. Рассчитайте массу гидроксида цинка, который образуется при осаждении гидроксидом калия цинка из 75г. раствора хлорида цинка с массовой долей соли в нем 9%.

1.49.Какая масса сульфита бария образуется при взаимодействии раствора, содержащего хлорид бария массой 62,4г. с избытком серной кислоты?

1.50.Оксид углерода(Ⅳ), полученный при сжигании угля массой 50г., пропустили через раствор гидроксида бария. Какая масса осадка образовалась, если массовая доля углерода в угле составляет 96%?

1.51. При пропускании сероводорода объемом 2,8л.(н.у.) через избыток раствора сульфита меди(Ⅱ) образовался осадок массой 11,4г. Определите выход продукта реакции.

1.52.Для определения массовой доли оксида кальция в смеси его с карбонатом кальция образец смеси массой 0,8г. обработали избытком раствора соляной кислоты. В результате выделился газ объемом 112мл.(н.у.). Определите массовую долю оксида кальция в смеси.

1.53.Для полного удаления бария из раствора нитрата бария в него добавили 196,8г. раствора фосфата натри с массовой долей 5%. Определите массу выпавшего осадка.

1.54.Какая масса 10%-го гидроксида калия потребуется для нейтрализации 200г. раствора серной кислоты с массовой долей серной кислоты 7,35%?

1.55. Какое количество соли может образоваться при добавлении 200г. 5%-го раствора гидроксида натрия к раствору азотной кислоты?

1.56.На 200г. 12,6%-го раствора сульфита натрия подействовали раствором серной кислоты. Какой объем газа(н.у.) может выделится при этом?

1.57. Латунью называют сплавы меди с цинком. Какой объем водорода(н.у.) выделится при обработке 100г. латуни, содержащей 67,5% меди, избытком серной кислоты?

10.

1.58. Какой объем хлора (измененный при н.у.) потребуется для хлорирования смеси меди и железа массой 60г.? Массовая доля меди в смеси составляет 53,3%.

1.59.Какую массу фосфора надо сжечь для получения оксида фосфора(Ⅴ) массой 7,1г?

1.60.При сгорании технической серы массой 10г. выделится газ, который пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. В реакцию вступил гидроксид массой 24г. Определите массовую долю серы в техническом продукте.

1.61. При взаимодействии магния массой 36г. с избытком хлора получено 128,25 г хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

1.62. Через известковую воду, содержащую 3,7г. гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.

1.63. При взаимодействии йода с водородом получено 38,4г. йодоводорода, что составляет 60% от теоретически возможного выхода. Вычислить массу йода, взятую для реакции.

1.64. Алюмотермическими методами из оксида хрома (III) получили хром массой 221г., что составило 85% от теоретически возможного выхода. Сколько граммов оксида хрома (III) было взято для реакции?

1.65.При пропускании углекислого газа через раствор едкого натра получили кислую соль массой 18,9г., что составляет 75% от теоретически возможного выхода. Определить массу едкого натра в растворе.

1.66. Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы NaOH и Na2CO3, необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль HCl. Какой объем газа (при н.у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?

1.67. Важнейшая проблема в промышленном производстве удобрений - получение так называемого "связанного азота". В настоящее время ее решают путем синтеза аммиака из азота и водорода. Какой объем аммиака (н.у.) можно получить в этом процессе, если объем исходного водорода равен 300л., а практический выход - 43 %?

1.68. Водой объёмом 100мл. полностью поглотили 11,2л. (н.у.) смеси аммиака и углекислого газа, К образовавшемуся раствору добавили раствор хлорида железа (II). При этом образовалось 214г. раствора с массовой долей единственного растворенного вещества 10%. Вычислите массовую долю хлорида железа (II) в добавленном растворе.

1.69.Хлорид фосфора(V) смешали с водой в массовом соотношении 1 : 10. К полученному раствору добавили раствор гидроксида лития. При этом образовалось 850г. раствора с массовой долей единственного растворённого вещества 5%. Вычислите массовую долю гидроксида лития в добавленном растворе.

11.

1.70.К 112г. 30%-го раствора гидроксида калия добавили 13г. цинка. После окончания реакции к образовавшемуся раствору прилили 245г. 20%-го раствора серной кислоты. Известно, что в условиях, при которых была проведена реакция, растворимость сульфата цинка составляет 57,7г. на 100г. воды, растворимость сульфата калия — 12г. на 100г. воды. Вычислите массу выпавшего осадка.

1.71. Гидроксид натрия смешали в водой в массовом соотношении 1:9. К полученному раствору прилили соляную кислоту, масса которой в 4 раза меньше массы раствора щёлочи, а массовая доля хлороводорода в ней составляет 21,9%. В полученную смесь добавили раствор хлорида меди(II). При этом образовалось 750г. раствора с массовой долей единственного растворенного вещества 7,8%. Вычислите массовую долю хлорида меди(II) в добавленном растворе. (Возможным образованием основных солей пренебречь.)

Способ решения задач Части 2.

Решение 1.

1) Записываем уравнение химической реакции:

Zn + HCI → ZnCI2 + H2↑

Из уравнения химической реакции видно, что для получения ZnCI2 количеством 1 моль требуется цинк количеством 1 моль.

Отсюда получаем:

n(Zn ) = m(Zn) / M(Zn); m(Zn) =n(Zn) * M (Zn) = 0,5 моль * 65г/моль = 32,5г.

Ответ: m(Zn) = 32,5г.

Решение 2. Задачу можно решить также составлением пропорции.

1) Определяем массу ZnCI2:

m(ZnCL2)= n(ZnCI2)*M(ZnCI2); M(ZnCI2)=M(Zn)+M(CI2)=65+71=136г/моль;

отсюда: m(ZnCI2) = 0,5*136=68г.

2) Составляем пропорцию:

m(в-ва)Zn :М(Zn) = m(в-ва)ZnCI2 : М(ZnCI2)

Получаем:

x : 65 = 68 : 136 x=65*68/136 x= 32,5г.

Ответ: m(Zn)= 32,5г.

1.43. Какой объем аммиака, измеренный при н.у., должен прореагировать с избытком хлороводорода для получения хлорида аммония массой 10,7г.

Решение.

1) Записываем уравнение химической реакции:

NH3 + HCI → NH4CI 12.

2) Находим молярную массу NH4CI:

М(NH4CI)=14+1*4+35,5=53,5г/моль

Молярный объем для газов = 22, 4л/моль, а NH3 - газ, зная это составляем пропорцию:

V(NH3) : Vm(NH3) = m(в-ва)NH4CI : M(NH4CI)

Получаем:

x : 22,4 = 10,7 : 53,5 x=22,4*10,7/53,5 x=4,48л.

Ответ: V(NH3)=4,48л.

1.44. После пропускания через раствор гидроксида калия 0,448мл. сернистого газа(н.у.) получили 79г. раствора сульфита калия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Решение.

1) Составляем уравнение химической реакции:

2KOH + SO2 →K2SO3 + H2O

2) Для начала находим молярную массу K2SO3:

M(K2SO3)= 39*2+32+16*3=158г/моль

Чтобы найти массу K2SO3, составим пропорцию:

V(SO2) : Vm(SO2) = m(в-ва)K2SO3 : M(K2SO3)

Получаем:

0,448 : 22,4 = x : 158 x=0,448*158/22,4 x= 3,16

3) Вычисляем массовую долю соли:

W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%

W(K2SO3)=3,16/79*100%=4%

Ответ: W(K2SO3)=4%

Решение.

1) Составляем уравнение химической реакции:

FeS + 2HCI →FeCI2 + H2S↑

2) Рассчитаем массу FeS:

Масса чистого FeS=масса FeS*содержание чистого FeS=58,5*0,90(поскольку 10% -это

примеси) = 52,65г.

3) Найдем молярную массу FeS:

M(FeS)=56+32=88г/моль, теперь составим пропорцию:

m(в-ва)FeS : M(FeS) = V(H2S) : Vm(H2S)

52,65 : 88 = x : 22,4 x=52,65*22,4/88 x=13,4л.

Ответ: V(H2S)=13,4л.
13.

Решение.

1) Составляем уравнение химической реакции:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

2) Найдем молярную массу 2NaOH:

M(2NaOH)= 2*23+2*16+2*1=80

C помощью пропорции вычислим массу NaOH:

m(в-ва)NaOH : M(NaOH) = V(H2) : Vm(H2)

x : 80 = 1,12 : 22,4 x=80*1,12/22,4 x=4

3) Находим массовую долю NaOH:

W(NaOH)= m(в-ва)/m(р-ра)*100%=4/100*100=4%

Ответ: W(NaOH)= 4%

1.47. После полного растворения 4г. оксида меди(Ⅱ) в азотной кислоте масса раствора составила 94г. Чему равна массовая доля получившейся соли в этом растворе?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

СuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

2) Найдем молярную массу Cu(NO3)2:

M(Cu(NO3)2)=64+14*2+16*3*2=188г/моль

Вычислим массу Cu(NO3)2 c помощью пропорции:

m(в-ва)CuO : M(CuO) = m(в-ва)Сu(NO3)2 : M(Cu(NO3)2)

4 : 80 = x : 188 x=4*188/80 x=9,4

3) Рассчитываем массовую долю Cu(NO3)2:

W(Cu(NO3)2)=m(в-ва)/m(р-ра)*100%=9,4/94*100%=10%

Ответ: W(Cu(NO3)2)=10%

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

2KOH + ZnCI2 → Zn(OH)2↓ + 2KCI

2) По формуле: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу хлорида цинка:

m(ZnCI2) = m(р-ра)*W/100% = 75*0,09=6,75г.

14.

3) Найдем молярные массы ZnCI2 и Zn(OH)2:

M(ZnCI2) = 65 + 35,5 * 2 = 136г/моль; М(Zn(OH)2) = 65 + 16 * 2 + 1 * 2 = 99г/моль

4) Составим пропорцию и рассчитаем массу гидроксида цинка:

m(в-ва)ZnCI2 : M(ZnCI2) = m(в-ва)Zn(OH)2 : M(Zn(OH)2

6,75 : 136 = x : 99 x = 6,75 * 99 / 136 x = 4,9

Ответ: m(Zn(OH)2=4,9г.

1.49. Какая масса сульфита бария образуется при взаимодействии раствора, содержащего хлорид бария массой 62,4г. с избытком серной кислоты?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

BaCI2 + H2SO4 →BaSO4↓+ 2HCI

2) Найдем молярные массы BaCI2 и BaSO4:

M(BaCI2)= 137+35,5*2=208г/моль; M(BaSO4)=137+32+16*4=233г/моль

3) C помощью пропорции найдем массу сульфита бария:

m(в-ва)BaCL2 : M(BaSO4) = m(в-ва)BaSO4 : M(BaSO4)

62,4 : 208 = x : 233 x=62,4*233/208 x=69,9

Ответ: m(BaSO4)=69,9г.

1.50. Оксид углерода(Ⅳ), полученный при сжигании угля массой 50г., пропустили через раствор гидроксида бария. Какая масса осадка образовалась, если массовая доля углерода в угле составляет 96%?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

C + O2 →CO2↑

СO2 + Ba(OH)2 →BaCO3↓+ H2O

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу углерода:

m(C)= m(р-ра)*W/100%=50*0,96= 48г.

3) По пропорции найдем массу оксида углерода(Ⅳ):

m(в-ва)С : M(С) = m(в-ва)СO2: M(CO2)

48 : 12 = x: 44 x=48*44/12 x=176

m(CO2)=176г.

3) Также с помощью пропорции найдем массу осадка:

m(в-ва)СO2:M(СO2) = m(в-ва)BaCO3: M(BaCO3)

M(BaCO3)=137+12+16*3=197,7г/моль; отсюда

176 : 44 = x: 197,3 x=176*197,3/44 x=789,2

Ответ: m(BaCO3)=789,2г.

15.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

H2S + CuSO4 →CuS↓+ H2SO4

2)Исходя из формулы: η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%, найдем теоретическую массу сульфида меди.

Составим пропорцию:

m(в-ва)H2S :M(H2S) = m(в-ва)СuS : M(CuS)

2,8 : 22,4 = x : 96 x=2,8*96/22,4 x=12

3)Определяем выход продукта реакции:

η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%= 11,4/12*100%=95%

Ответ:η=95%

1.52. Для определения массовой доли оксида кальция в смеси его с карбонатом кальция образец смеси массой 0,8г. обработали избытком раствора соляной кислоты. В результате выделился газ объемом 112мл.(н.у.). Определите массовую долю оксида кальция в смеси.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

CaO + 2HCl →CaCl2 + H2O

CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2↑

2) Сперва необходимо вычислить массу оксида кальция в смеси его с карбонатом кальция, для этого найдем массу карбоната кальция:

Составим пропорцию:

m(в-ва)СaCO3 :M(CaCO3)= V(СO2) : Vm(CO2)

x : 100 = 0,112 : 22,4 x=100*0,112/22,4 x=0,5

3) Находим массу оксида кальция:

m(CaO) = m(смеси) - m(CaCO3) = 0,8 - 0,5 = 0,3 г

4) Определяем массовую долю оксида кальция в смеси:

W(CaO) = m(CaO)*100% / m(смеси) = 0,3*100% / 0,8 = 37,5%.

Ответ: W(CaO)=37,5%

1.53. Для полного удаления бария из раствора нитрата бария в него добавили 196,8г. раствора фосфата натрия с массовой долей 5%. Определите массу выпавшего осадка.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

BaNO3 + NaPO4 → BaPO4↓ + NaNO3 16.

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу фосфата натрия:

m(NaPO4)=m(р-ра)*W/100%=196,8*0,05=9,84г.

3) По пропорции найдем массу осадка:

m(в-ва)NaPO4: M(NaPO4) = m(в-ва)BaPO4: M(BaPO4)

M(NaPO4)=23+31+16*4=118г/моль; M(BaPO4)=137+31+16*4=232г/моль, отсюда:

9,84 : 118 = x : 232 x=9,84*232/118 x=19,3

Ответ: m(BaPO4)=19,3г.

1.54. Какая масса раствора 10%-го гидроксида калия потребуется для нейтрализации 200г. раствора серной кислоты с массовой долей серной кислоты 7,35%?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу серной кислоты:

m(H2SO4)=m(р-ра)*W/100%=200*0,0735=14,7г.

3) С помощью пропорции найдем массу гидроксида калия:

m(в-ва)KOH: M(KOH)= m(в-ва)H2SO4 :M(H2SO4)

M(2KOH)=2*39+2*16+2*1=112г/моль; M(H2SO4)=1*2+32+16*4=98г/моль, отсюда

x : 112= 14,7 : 98 x=14,7*112/98 x=16,8

4) По формуле: m(р-ра)=m(в-ва)/ W*100% найдем массу раствора гидроксида калия:

m(р-ра)KOH=16,8/10*100%=168г.

Ответ: m(р-ра)KOH=168г.

1.27. Какая масса соли может образоваться при добавлении 200г. 5%-го раствора гидроксида натрия к раствору азотной кислоты?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

NaOH + HNO3 →NaNO3 + H2O

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу гидроксида натрия:

m(NaOH)=m(р-ра)*W/100%=200*0,05=10г.

3) С помощью пропорции найдем массу нитрата натрия:

m(в-ва)NaOH: M(NaOH)= m(в-ва)NaNO3 :M(NaNO3)

M(NaOH)=23+16+1=40г/моль; M(NaNO3)=23+14+48=85г/моль, отсюда

10 : 40 = x : 85 x=10*85/40 x=21,25

Ответ: m(NaNO3)=21,25г.

17.

1.55. На 200г. 12,6%-го раствора сульфита натрия подействовали раствором серной кислоты. Какой объем газа(н.у.) может выделится при этом?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу сульфита натрия:

m(Na2SO3)=m(р-ра)*W/100%=200*12,6/100%=25,2г.

3) С помощью пропорции найдем объем газа:

m(в-ва)Na2SO3 : M(Na2SO3)= V(SO2) : Vm(SO2)

M(Na2SO3)=23*2+32+48=126г/моль; Vm(SO2)=22,4л/моль, отсюда

25,2 : 126 = x : 22,4 x=25,2*22,4/126 x=4,48

Ответ: V(SO2)=4,48л.

1.56. Латунью называют сплавы меди с цинком. Какой объем водорода(н.у.) выделится при обработке 100г. латуни, содержащей 67,5% меди, избытком серной кислоты?

Решение.

1) Медь с серной кислотой реагировать не будет. С цинком реакция пойдет. Составим УХР по условию задачи:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу цинка в смеси:

m(Zn)=m(р-ра)*W/100%

W(Zn)=100%-W(Cu)=100%-67,5%=32,5%, отсюда:

m(Zn)=100*32,5/100%=32,5г.

3) Составим пропорцию и найдем объем водорода:

m(в-ва)Zn: M(Zn) = V(H2): Vm(H2)

32,5 : 65 = x : 22,4 x=32,5*22,4/65 x=11,2

Ответ: V(H2)=11,2л.

1.57. Какой объем хлора (измененный при н.у.) потребуется для хлорирования смеси меди и железа массой 60г.? Массовая доля меди в смеси составляет 53,3%.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

Cu + CI2 → CuCI2

2Fe + 3CI2 → 2FeCI3

2) Исходя из формулы: W=m(в-ва)/m(р-ра)*100%, найдем массу меди в смеси:

m(Cu)=m(р-ра)*W/100%=60*53,3/100%=31,98г., отсюда:

m(Fe)=60-31,98=28,02г.

18.

3) По первому уравнению, составим пропорцию и найдем объем хлора:

V1(Cl2)= 31,98*22,4/64=11,193л.

4) Точно также, но уже используя второе УХР, вычислим объем хлора:

V2(Cl2)= 28.02*67.2/112=16,812л.

Отсюда:

V(Cl2)= 11.193+16.812=28.005л.

Ответ:V(Cl2)=28.005л.

1.58. Какую массу фосфора надо сжечь для получения оксида фосфора(Ⅴ) массой 7,1г?

Решение.

1) Составим УХР:

4P + 5O2 → 2P2O5

2) Используя пропорцию найдем массу фосфора:

m(в-ва)P:M(P) = m(в-ва)P2O5: M(P2O5)

M(4P)=31*4=124г/моль; M(2P2O5)=(31*2+16*5)*2=284г/моль, отсюда:

x : 124 = 7,1 : 284 x=7,1*124/284 x=3,1

Ответ: m(P)=3,1г.

1.59. При сгорании технической серы массой 10г. выделится газ, который пропустили через избыток раствора гидроксида натрия. В реакцию вступил гидроксид массой 24г. Определите массовую долю серы в техническом продукте.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

S + O2 →SO2↑

SO2 + 2NaOH →Na2SO3 + H2O

2) Используя пропорцию, найдем объем газа из второго уравнения:

V(SO2): Vm(SO2) = m(в-ва)NaOH: M(NaOH)

M(2NaOH)=(23+16+1)*2=80г/моль; Vm(SO2)=22,4л/моль, отсюда:

x : 22,4 = 24 : 80 x=22,4*24/80 x=6,72

3) Зная объем газа, рассчитаем массу серы:

m(S)=6,72*32/22,4=9,6г.

4) Определим массовую долю серы в техническом продукте:

W(S)=m(в-ва)/m(р-ра)*100%=9,6/10*100%=96%

Ответ: W(S)=96%

19.

1.60. При взаимодействии магния массой 36г. с избытком хлора получено 128,25г. хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

Mg + CI2 →MgCI2

2) Исходя из формулы: η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%, найдем теоретическую массу хлорида меди:

Составим пропорцию:

m(в-ва)Mg :M(Mg) = m(в-ва)MgCI2 : M(MgCI2)

M(MgCI2)=24+35,5*2=95г/моль, отсюда

36 : 24 = x : 95 x=36*95/24 x=142,5

3) Определяем выход продукта реакции:

η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%=128,25/142,5*100%=90%

Ответ:η=90%

1.61. Через известковую воду, содержащую 3,7г. гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O

2) Исходя из формулы: η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%, найдем теоретическую массу карбоната кальция:

Составим пропорцию:

m(в-ва)Ca(OH)2 :M(Ca(OH)2)= m(в-ва)CaCO3 : M(CaCO3)

M(Ca(OH)2) = 40+16*2+1*2=74г/моль; M(CaCO3) = 40+12+16*3=100г/моль, отсюда

3,7 : 74 = x : 100 x= 3,7*100/74 x=5

3) Вычислим выход продукта реакции:

η= m(практическая)/m(теоретическая)*100%=4,75/5*100%=95%

Ответ: η=95%

1.62. При взаимодействии йода с водородом получено 38,4г. йодоводорода, что составляет 60% от теоретически возможного выхода. Вычислить массу йода, взятую для реакции.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

I2 + H2 → 2HI 20.

2) Вначале по уравнению реакции определим, какую массу йодоводорода можно было бы получить, то есть теоретически возможную массу HI при 100% выходе:

38,4г. = 60%

x = 100%

x = 38,4 * 100% / 60% = 64г.

3) Зная теоретически возможную массу йодоводорода, рассчитаем массу йода, взятую для реакции, для этого составим пропорцию:

m(в-ва)I2: M(I2)= m(в-ва)2HI: M(2HI)

x : 254 = 64 : 256 x=254*64/256 x=63,5

Ответ: m(I2)=63,5г.

1.63. Алюмотермическими методами из оксида хрома (III) получили хром массой 221г., что составило 85% от теоретически возможного выхода. Сколько граммов оксида хрома (III) было взято для реакции?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

Cr2O3 + 2AI → AI2O3 + 2Cr

2) По уравнению реакции определим, какую массу хрома можно было бы получить, то есть теоретически возможную массу Cr при 100% выходе:

221г. = 85%

x = 100%

x= 221 * 100% / 85% = 260г.

3) Зная теоретически возможную массу хрома, рассчитаем массу оксида хрома(Ⅲ), взятую для реакции, для этого составим пропорцию:

m(в-ва)Cr2O3: M(Cr2O3)= m(в-ва)2Cr : M(2Cr)

x : 152 = 260 : 104 x=152*260/104 x=380

Ответ: m(Cr2O3)=380г.

1.64. При пропускании углекислого газа через раствор едкого натра получили кислую соль массой 18,9г., что составляет 75% от теоретически возможного выхода. Определить массу едкого натра в растворе.

Решение.

Решение задачи аналогично предыдущим.

1) Составим уравнение химической реакции:

CO2 + NaOH → NaHCO3

2) По уравнению реакции определим, какую массу кислой соли можно было бы получить, то есть теоретически возможную массу NaHCO3 при 100% выходе:

18,9г. = 75%

x = 100% 21.

x = 18,9 * 100% / 75% = 25,2г.

3) Зная теоретически возможную массу кислой соли, рассчитаем массу едкого натра, взятую для реакции, для этого составим пропорцию:

m(в-ва)NaOH: M(NaOH)= m(в-ва)NaHCO3 : M(NaHCO3)

M(NaOH)=23+16+1= 40г/моль; M(NaHCO3)=23+1+12+48=84г/моль

x : 40= 25,2: 84 x=40*25,2/84 x=12

Ответ: m(NaOH)=12г.

1.65. Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы NaOH и Na2CO3, необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль HCl. Какой объем газа (при н.у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

HCI+ NaOH → NaCI+ H2O
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2↑

2) Для нейтрализации заданного количества HCIв соответствии с уравнениями реакций требуется:

n(NaOH) = n(HCI) = 0,45 моль;
m(NaOH)= n(NaOH)*M(NaOH) = 0,45*40=18г.

n(Na2CO3) = n(HCI)/ 2 = 0,45 / 2= 0,225 моль;
m(Na2CO3) = n(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 0,225 / 106 =23,85г.

3) Теперь, зная массу карбоната натрия, с помощью пропорции найдем объем углекислого газа:

m(в-ва)Na2CO3: M(Na2CO3) = V(CO2) : Vm(CO2)

M(Na2CO3)=23*2+12+16*3=106г/моль; Vm(CO2)=22,4л/моль, отсюда

23,85: 106 = x : 22,4 x= 23,85*22,4/106 x= 5,04

Ответ: V(CO2)=5,04л., m(NaOH)=18г., m(Na2CO3)=23,85г.

1.66. Важнейшая проблема в промышленном производстве удобрений - получение так называемого "связанного азота". В настоящее время ее решают путем синтеза аммиака из азота и водорода. Какой объем аммиака (при н.у.) можно получить в этом процессе, если объем исходного водорода равен 300л., а практический выход - 43 %

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

N2 + 3H2 → 2NH3

2) Определим теоретический объем аммиака, для этого составим пропорцию:

V(H2) : Vm(H2)= V(NH3): Vm(NH3)

300 : 67,2 = x : 44,8 x=300*44,8/67,2 x=200 22.

m(NH3)= 200г.

3) Теперь рассчитаем практический объем аммиака:

V(NH3)практ. = V(NH3)теор *η(практ.)(NH3)/100% = 200*43/100%=86л.

Ответ: V(NH3)=86л.

1.67. Водой объёмом 100мл. полностью поглотили 11,2л. (н.у.) смеси аммиака и углекислого газа, к образовавшемуся раствору добавили раствор хлорида железа (II). При этом образовалось 214г. раствора с массовой долей единственного растворенного вещества 10%. Вычислите массовую долю хлорида железа (II) в добавленном растворе.

Решение.

1) Составим уравнения реакций:

2NH3+ CO2+ H2O = (NH4)2CO3 (I)

2NH3+ 2H2O + FeCl2 = Fe(OH)2↓+ 2NH4Cl (II)

(NH4)2CO3+ FeCl2= FeCO3↓+ 2NH4Cl

2) Проведем расчеты по химическим реакциям:

m(общ.)(NH4Cl) = 214∙0,1 = 21,4г/

n(общ.)(NH4Cl) = m/M = 21,4/53,5 = 0,4 моль

n(общ.)(FeCl2) = n(NH4Cl)/2 = 0,4/2 моль= 0,2 моль

m(общ.)(FeCl2) = M∙n = 127∙0,2 = 25,4г.

n(NH3) = n(общ.)(NH4Cl) = 0,4 моль

m(NH3) = M∙n = 17∙0,4 = 6,8г.

V(NH3) = n∙Vm= 0,4∙22,4 = 8,96л/

V(CO2) = 11,2л/- 8,96л/= 2,24л/

n(CO2) = 2,24/22,4 = 0,1 моль

m(CO2) = 44∙0,1 = 4,4г/

n прореаг. в I(NH3) = 2n(CO2) = 2∙0,1 = 0,2 моль

n II(NH3) = 0,4 - 0,2 = 0,2 моль

n(Fe(OH)2) = n II (NH3)/2 = 0,2/2 = 0,1 моль

m(Fe(OH)2) = M∙n = 90∙0,1 = 9г.

n(FeCO3) = n(CO2) = 0,1 моль

m(FeCO3) = M∙n = 116∙0,1=11,6г.

m конечн.(р-ра) = m(NH3) + m(CO2) + m(H2O) + mр-ра(FeCl2) - m(FeCO3) - m(Fe(OH)2)

mр-ра(FeCl2) = m конечн.(р-ра) - m(NH3) - m(CO2) - m(H2O) + m(FeCO3) + m(FeOH)2) = 214г — 6,8г. - 4,4г. - 100г.+ 11,6г. + 9г. = 123,4г.

W(FeCl2) = 100% * 25,4/123,4 = 20,58%

Ответ: W(FeCl2) = 20,58%

1.68. Хлорид фосфора(V) смешали с водой в массовом соотношении 1 : 10. К полученному раствору добавили раствор гидроксида лития. При этом образовалось 850г. раствора с массовой долей единственного растворённого вещества 5%. Вычислите массовую долю гидроксида лития в добавленном растворе.

Решение.

1) Составим уравнения химических реакций: 23.

PCl5+ 4H2O= H3PO4+ 5HCl (I)

H3PO4+ 3LiOH = Li3PO4+ 3H2O (II)

LiOH + HCl = LiCl + H2O (III)

2) Проведем расчеты по химическим реакциям:

m(LiCl) = 850∙0,05 = 42,5г.

n(LiCl) = 42,5/42,5 = 1 моль

n(PCl5) = n(HCl)/5 = 1/5 = 0,2 моль

m(PCl5) = 0,2∙208,5 = 41,7г.

m(H2O) = 10m(PCl5) = 10∙41,7 = 417г.

n(Li3PO4) = n(PCl5) = 0,2 моль

m(Li3PO4) = 0,2∙116 = 23,2г.

m конечн.(р-ра) = m(PCl5) + m(H2O) + mр-ра(LiOH) - m(Li3PO4), следовательно:

mр-ра(LiOH) = m конечн.(р-ра) - m(PCl5) - m(H2O) + m(Li3PO4) = 850г. - 41,7г. - 417г. + 23,2г. = 414,5г/

n II(LiOH) = 3n(Li3PO4) = 3∙0,2 = 0,6 моль

n III(LiOH) = n(HCl) = 1 моль

n общ.(LiOH) = 0,6 + 1 = 1,6 моль

mобщ.(LiOH) = M∙n= 24∙1,6 = 38,4

w(LiOH) = 100*38,4/414,5 = 9,26%

Ответ: W(LiOH) = 9,26%

1.69. Гидроксид натрия смешали в водой в массовом соотношении 1:9. К полученному раствору прилили соляную кислоту, масса которой в 4 раза меньше массы раствора щёлочи, а массовая доля хлороводорода в ней составляет 21,9%. В полученную смесь добавили раствор хлорида меди(II). При этом образовалось 750г. раствора с массовой долей единственного растворенного вещества 7,8%. Вычислите массовую долю хлорида меди(II) в добавленном растворе. (Возможным образованием основных солей пренебречь.)

Решение.

1) Составим уравнения химических реакций:

NaOH + HCl = NaCl + H2O (I)

CuCl2+ 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl (II)

2) Проведем расчеты по химических уравнений:

m общ.(NaCl) = 750∙0,078 = 58,5г.

n общ.(NaCl) = m общ.(NaCl)/M(NaCl) = 58,5/58,5 = 1 моль

n исх.(NaOH) = n общ.(NaCl) = 1 моль

m исх.( NaOH) = M(NaOH)∙n исх.(NaOH) = 40∙1 = 40г.

По условию:

m исх.(NaOH)/m(H2O) = 1/9, следовательно:

m(H2O) = 9∙m(NaOH) = 9∙40г. = 360г., тогда:

mр-ра(NaOH) = m исх.(NaOH) + m(H2O) = 40г. + 360г. = 400г.

mр-ра(HCl) = mр-ра(NaOH)/4 = 400/4 = 100г.

m(HCl) = 100∙0,219 = 21,9г.

n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 21,9/36,5 = 0,6 моль

24.

n II(NaOH) = 1 моль - 0,6 моль = 0,4 моль

m конеч.(р-ра) = m исх.(NaOH) + m(H2O) + mр-ра(HCl) + mр-ра(CuCl2) - m(Cu(OH)2)

mр-ра(CuCl2) = m конеч(р-ра) — m исх.(NaOH) - m(H2O) - mр-ра(HCl) + m(Cu(OH)2)

n(Cu(OH)2) = n(CuCl2) = 0,4/2 = 0,2 моль

m(Cu(OH)2)= M∙n = 98∙0,2 = 19,6г.

mр-ра(CuCl2) = 750г. - 40г. — 360г. - 100г. + 19,6г. = 269,6г.

m(CuCl2) = M∙n = 135∙0,2 = 27г.

W(CuCl2) = 100*27/269,6 = 10,01%

Ответ: W(CuCl2) = 10,01%

Раздел Ⅱ. Расчетные задачи органической химии.

Часть 1. Задачи с кратким ответом.

2.1.Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 83,3%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 36. Ответ: C5H12 – истинная формула.

2.2. Рассчитайте молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 84%, а относительная плотность паров этого вещества по азоту равна 3,57. Ответ: C7H16 – истинная формула.

2.3. В углеводороде массовая доля углерода равна 15.79%. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3,93. Определите молекулярную формулу углеводорода. Ответ: C8H18 —истинная формула.

2.4. Определите молекулярную формулу углеводорода, если массовая доля углерода в нем составляет 85,71%. Относительная плотность паров по кислороду равна 1,3125. Ответ: C3H6 – истинная формула.

2.5. При полном сгорании 8,6г. органического вещества было получено 26,4г. CO2 и 12,6г. H2O. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 2,966. Определите молекулярную формулу углеводорода. Ответ: C6H14 —истинная формула.

2.6. Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна 2. При сжигании 9,8г. этого соединения образуется 15,68л. углекислого газа (н.у.) и 12,6г. воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения. Ответ: C4H8 – истинная формула.

2.7. При полном сгорании 4,2г. углеводорода получено 13,2г. CO2 и 5,4г. H2O. Определите молекулярную формулу этого углеводорода, если относительная плотность паров вещества по воздуху равна 2,9 Ответ: C6H12 – истинная формула.

25.

2.8. При полном сгорании 4,6г. газообразного органического вещества получено 8,8г. СО2 и 5,4г. Н2О. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 1,589. Определите молекулярную формулу вещества и дайте названия всем его изомерам. Ответ: C2H6O – истинная формула.

2.9. Одноосновная карбоновая кислота, содержащая 54,5% углерода и 36,3% кислорода, реагирует со спиртом с образованием вещества, плотность паров которого по воздуху равна 4. Установите формулу образовавшегося вещества.

Ответ: C3H7COOC2H5.

2.10. При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 37,5% углерода и 50% кислорода, с органической кислотой образует вещества, плотность паров которого по аргону равна 2,15. Определите молекулярную формулу образующего вещества.

Ответ: CH2=CH-COOCH3

2.11. Вычислите массу уксусной кислоты в растворе, полученном при смешивании 155г. 5%-го и 207г. 11%-го растворов кислоты. Ответ дайте в граммах с точностью до десятых.

Ответ:30,5г.

2.12. При упаривании 300г. 5%-го раствора сахарозы получены 245г. раствора. Вычислите массовую долю сахарозы в нем. Ответ дайте в процентах с точностью до целых.

Ответ:6%

2.13. Вычислите массу 5%-го раствора вещества, который надо добавить к 120г. 30%-го раствора, чтобы получить 15%-й раствор. Ответ дайте в граммах с точностью до целых.

Ответ:180г.

2.14. Термохимическое уравнение реакции образования бензола из ацетилена имеет вид:

3C2H2 = C6H6 + 600 кДж

Вычислите массу ацетилена, которая вступила в эту реакцию, если в результате выделилось 400 кДж? Ответ дайте в граммах с точностью до целых. Ответ: 52г.

2.15. Термохимическое уравнение горения этана имеет следующий вид:

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O + 2850 кДж

Сколько теплоты выделится при полном сгорании 12г. этана? Ответ дайте в кДж в виде целого числа. Ответ: 570 кДж.

2.16. Термохимическое уравнение горения бутана имеет следующий вид:

2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O + 5300 кДж

Сколько теплоты выделится при полном сгорании 23,2г. бутана? Ответ дайте в кДж в виде целого числа. Ответ: 1060 кДж.

26.

2.17. При полном сгорании 56л. водорода выделилось 605 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект реакции горения водорода. Ответ: 484 кДж.

2.18. Дано термохимическое уравнение:

C2H4+ 3O2 ==> 2CO2 + 2H2O + 1400 кДж

Сколько литров этилена (н. у.) надо сжечь, чтобы получить 500 кДж теплоты? Ответ округлите до ближайшего целого числа.

Ответ: 8л.

2.19. После полного сжигания этиламина и охлаждения продуктов сгорания до комнатной температуры образовалась смесь двух газов общим объемом 25л. Чему равен объем углекислого газа в этой смеси (в л.)? В ответ запишите целое число.

Ответ: 20л.

2.20. При паровой конверсии метана образовалась смесь оксида углерода(II) и водорода общим объемом 800л. Вычислите объем израсходованного метана. Объемы газов измерены при одинаковых условиях. Ответ дайте в литрах с точностью до целых.

Ответ:200л.

2.21. Вычислите массу бензола, который был получен в результате реакции тримеризации ацетилена объемом 34л., если практический выход реакции равен 80%. Ответ: 29г.

2.22. Определите массу нитроэтана, образующегося при нитровании 11.2л. этана, если выход продукта составляет 80%. Ответ: 30г.

2.23. Сколько граммов муравьиной кислоты потребуется для получения 4,48л. (н.у.) угарного газа дегидратацией кислоты, если продукт образуется с 80%-м выходом? Ответ: 11,5г.

2.24. В результате реакции дегалогенирования 62,15г. хлорпропана было получено 10л. пропина. Рассчитайте практический выход продукта реакции. Ответ: 81%

2.25. Определите массу фенолята натрия, который может быть получен при взаимодействии 4,7г. фенола с 4,97мл. 35-% раствора NaOH (p = 1,38г/мл.) Ответ: 31,8г.

2.26. Какие массы растворов уксусной кислоты CH3COOH с массовой долей 90% и 10% надо взять для получения раствора массой 200г. с массовой долей 40%.? Ответ: 90% - 75г.; 10% - 125г.

2.27. Какую массу воды надо добавить к 20г. раствора уксусной кислоты с массовой долей 70% для получения раствора с массовой долей уксусной кислоты 3%?

Ответ: 446,7г.

2.28. Сколько граммов метанола можно получить при 100%-м выходе из синтез-газа, содержащего 56л. водорода (н.у.)? Ответ запишите с точностью до целых.

Ответ: 40г. 27.

2.29. При взаимодействии 4,6г. этилового спирта с уксусной кислотой образовался сложный эфир массой 6,6г. Вычислите выход продукта реакции от теоретически возможного. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 75%

2.30. При нитровании толуола получили смесь, содержащую 18,0г. орто-изомера и 23,1г. пара-изомера. Рассчитайте массу исходного толуола (в г), если общий выход нитротолулолов составил 75%. (Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 36,8г.

2.31. В результате реакции тримеризации ацетилена объемом 26,88л. (н.у) получили 23,4г. бензола. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции (%) от теоретически возможного. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ:75%

Часть 2. Задачи повышенного уровня с полным ответом.

2.32. 20л. (н.у.) смеси углеводорода с избытком водорода пропустили над нагретым никелевым катализатором, в результате объем смеси уменьшился до 14,4л. При пропускании такого же объема смеси через избыток бромной воды масса склянки увеличилась на 14г. Определите молекулярную формулу алкена.

2.33. Одноосновная карбоновая кислота, содержащая 26,1% углерода и 4,3% водорода, реагирует со спиртом с образованием вещества, плотность паров которого по воздуху равна 2,55. Установите формулу образовавшегося вещества.

2.34. При взаимодействии одноатомного спирта, содержащего 37,5% углерода и 12,5% водорода, с органической кислотой образуется вещество, плотность паров которого по водороду равна 37. Определите молекулярную формулу сложного эфира.

2.35. Органическое вещество содержит 12,79% азота, 10,95% водорода и 32,42% хлора по массе. Это вещество может быть получено при взаимодействии вторичного амина с хлорэтаном. Определите молекулярную и структурную формулу вещества

На основании данных условий задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

2. составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3. напишите уравнение реакции получения данного вещества взаимодействием вторичного амина и хлоэтана (используйте структурную формулу органического вещества).

4. рассчитайте выход продукта реакции (в процентах). если из 16,125г. хлорэтана получили 21,9г. продукта реакции.

2.36. Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40% водорода и 27,35% кислорода по массе образуется при взаимодействии органического вещества Б с пропанолом-2. Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами. 28.

На основании данных условий:

1. проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу этого вещества.

2.37. При взаимодействии 18,5г. предельной одноосновной карбоновой кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6л.(н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

На основании данных условий:

2.38. Некоторое органическое вещество, взаимодействуя с гидроксидом натрия, образует продукт, содержащий 33,82% металла. Известно, что это вещество может реагировать с этанолом и оксидом магния, а также окрашивает метилоранж в розовый цвет.

На основании данных условий:

1. произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества и запишите молекулярную формулу исходного органического вещества.

2.составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3. напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди(Ⅱ).

2.39. Некоторое вещество А было получено при окислении углеводорода состава С5Н8 оксидом хрома(Ⅵ) в присутствии серной кислоты. Это вещество содержит 61,54% кислорода, 64,62% углерода и 3,84% водорода по массе.

На основании данных условий задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

2. составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3. запишите уравнение получения этого вещества окислением соответствующего углеводорода состава С5Н8 оксидом хрома(Ⅵ) в присутствии серной кислоты.

2.40. При сгорании органического вещества А массой 7,2г. образовались углекислый газ массой 9,9г. и вода массой 8,1г., плотность паров этого вещества по водороду равна 16. При исследовании химических свойств этого вещества установлено, что в результате его взаимодействия с уксусной кислотой образуется нерастворимое в воде вещество с приятным запахом.

29.

На основании данных условия задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

3. напишите уравнение реакции вещества А с уксусной кислотой.

2.41. При сжигании 5,6г. газообразного органического вещества А выделилось 8,96л. (н.у.) углекислого газа и 7,2г. воды. плотность вещества по воздуху равна 1,931. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействии с хлороводородом образуется третичное моногалогенпроизводное Б.

На основании данных условия задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

3. напишите уравнение реакции вещества А с хловодородом.

4. рассчитайте массу вещества Б, которое образуется при взаимодействии 5,6л. (н.у.) газообразного вещества А с 4,48л. (н.у.) хлора, если выход продукта реакции равен 90%.

2.42. При сжигании 1,98г. органического вещества А выделилось 0,896л. (н.у.) углекислого газа, 0,36г. воды и 1,46г. хлородоворода. Плотность паров вещества по азоту равна 3,536. Вещество реагирует с водой; продукт последней реакции вступает с реакцию серебряного зеркала.

На основании данных условия задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

3. напишите уравнение реакции вещества А с водой.

2.43. При сгорании некоторого амина получили 17,92л. (н.у.) углекислого газа, 25,2мл. воды и 4,48л. (н.у.) азота. Известно, что этот амин не может быть получен восстановлением нитросоединения водородом в присутствии катализатора.

На основании данных условий:

2.составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3. напишите уравнение реакции этого вещества с хлорэтаном.

30.

2.44. При сжигании 8,76г. неизвестного органического вещества выделилось 5,4г. воды и 8,064л.углекислого газа. При гидролизе этого вещества в кислой среде и при нагревании получается два продукта в мольной соотношении 2:1, формула первого продукта — C2H4O2.

На основании данных условий:

2.составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.

3.напишите уравнение реакции гидролиза исходного вещества в кислой среде и при нагревании (используйте структурные формулы органических веществ).

2.45. При сжигании образца органического вещества А было получено 4,48л. (н.у.) углекислого газа, 0,9г. воды и 16,2г. бромоводорода. Данное вещество А может быть получено присоединением избытка брома к соответствующему углеводороду Б. Также известно, что при бромировании этого углеводорода Б в условиях недостатка недостатка брома возможно образование структурных изомеров.

3. напишите уравнение реакции получения данного вещества А взаимодействием соответствующего углеводорода Б с избытком брома (используйте структурные формулы органических веществ).

2.32. Органическое вещество А содержит 13,59% азота, 8,74% водорода и 31,07% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с этанолом в молекулярном соотношении 1 : 1. Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

На основании данных условия задачи:

1. проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу органического вещества А.

3. напишите уравнение реакции получения этого вещества при взаимодействии природного вещества Б с этиловым спиртом.

2.46. Органическое вещество А содержит 38,71% углерода и 51,61% кислорода по массе, остальное — водород. Это вещество используют в производстве полимеров и синтетических волокон. Его получают окислением одного из простейших непредельных углеводородов Б кислородом воздуха с последующей гидратацией. Молекулы А и Б содержат одинаковое число атомов углерода. Определите молекулярную формулу вещества А, установите его структуру и напишите уравнение его получения из вещества Б, кислорода и воды. 31.

2.47. Органическое вещество Х используют в качестве заменителя дизельного топлива. Пары вещества Х в 37 раз тяжелее водорода. При сжигании 11,1г. Х образовалось 13,5г. воды и 13,44л. (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу вещества Х и установите его структуру, если известно, что при его дегидратации образуется единственный углеводород — алкен неразветвленного строения. Напишите уравнение взаимодействия Х с избытком перманганат калия в присутствии серной кислоты.

2.48. Для полной нейтрализации смеси уксусной и пропионовой кислот общей массой 5,64г. потребовалось 75мл. 10%-го раствора гидрокарбоната калия (плотность раствора 1,07г/мл). Определите состав исходной смеси ( в массовых %)

2.49. Смесь двух предельных монокарбоновых кислот массой 26,8г. полностью реагирует с 0,4 моль гидроксида натрия, а половина такой же массы смеси с оксидом серебра дает 21,6г. осадка. Определите формулы кислот и их массы в смеси.

2.50. Смесь щавелевой (этандиовой) и малоновой (пропандиовой) кислот прокалили с избытком гидроксида калия. Образовалась газовая смесь, которая после охлаждения имела относительную плотность по водороду 12. К твердому остатку после прокаливания прилили избыток соляной кислоты, в результате выделилось 6,72л. (в пересчете на н.у.) газа. Рассчитайте массы кислот в исходной смеси. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Способ решения задач повышенного уровня.

Решение.

1) Составим уравнения химических реакций:

CnH2n + H2 --> CnH2n+2
CnH2n+ Br2 --> CnH2nBr2
Объем газообразной смеси уменьшился за счет присоединения Н2:
2) Определим объем присоединившегося Н2 равен 20 - 14,4 = 5,6л.
3) Вычислим количество вещества Н2 по формуле n(H2) = V(H2) / Vm= 5,6 /22,4=0,25 моль
При пропускании смеси через бромную воду масса склянки увеличилась за счет алкена,который соединился с бромом, т.е. 14г. это масса алкена. 4)Определим его молярную массу по формуле M(CnH2n) = M(CnH2n) / N (CnH2n) = 14г/ 0,25 моль 56г/моль M(CnH2n) = 12n+ 2n = 56 14n =56 n=4 Ответ: С4Н8

2.33. Одноосновная карбоновая кислота, содержащая 26,1% углерода и 4,3% водорода, реагирует со спиртом с образованием вещества, плотность паров которого по воздуху равна 2,55. Установите формулу образовавшегося вещества.

32.

Решение. У этой задачи два пути решения. Будем действовать исходя из логики.
У нас взаимодействуют между собой одноосновная карбоновая кислота и со спиртом => идет реакция этерификации(образование сложного эфира).
В общем сложные эфиры выглядят так:
R1-COO-R2 , где R1 и R2 - радикалы. В нашем случае тоже образовался сложный эфир,рассчитаем его молярную массу:
M(R1-COO-R2)=2.55*29=74г/моль
Найдем сколько молярной массы приходится на радикалы,для этого нужно :
M(R1-COO-R2) - M(-COO-) = M(R1-R2)
M(R1-R2)= 74 - (12+16+16)= 30г/моль - приходится на радикалы. Тогда существует два варианта сложного эфира: 1) H-COO-CH2-CH3
2) CH3-COO-CH3
Проверяем первый вариант:
одноосновная карбоновая кислота HCOOH
M(HCOOH)=46г/моль
W(C)=12/46=0.261 или 26.1% - подходит
W(H)=2/46=0.043 или 4.3% - подходит
Следовательно, образовавшееся вещество это - H-COO-CH2CH3 этилформиат. Ответ: HCOOCH2CH3 - этилформиат.

Решение.

1) Составим уравнение химической реакции:

R-OH+R1-COOH=R1COOR+H2O

2) Проведем расчеты по химических уравнений:

Пусть m(вещества)=100гр.,тогда

W(O)=100-(37,5+12,5)=50%

m(O)=50гр. n=3,125

m(C)=37,5 n=3,125

m(H)=12,5 n=12,5

n(O):n(C):n(H) как 1:1:4

R=CH3

R1-COOCH3

Следовательно формула эфира:

CH3COOCH3

Ответ: CH3COOCH3

33.

Решение.

1) Находим молекулярную форуму вещества CxHyOzClt:

а) пусть m(в-ва) = 100г., тогда:

m(H) = 10,95г. n(H) = 10,95/1 = 10,95 моль.

m(N) = 12,79г., n(N) = 12,79/14= 0,91 моль

m(Cl) = 32,42г., n(Cl) = 32,42/35,5 = 0,91 моль.

m(C) = 100-12,79-10,95-32,42-35,5 = 43,84г.

n(C) = 43,84/12 = 3,65 моль

б) x:y:z:t = 3,65 : 10,95 : 0,91 : 0,91 = 3,65/0,91 : 10,95/0,91 : 0,91/0,91 : 0,91/0,91 = 4:12:1:1

Молекулярная формула вещества С4Н12NCl

2) Структурная формула вещества:

[CH3 – NH(CH3) – CH2 – CH3]Cl

3) Уравнение реакции:

CH3 – NH – CH3 + CH3 – CH2 – Cl = [CH3 – NH(CH3) – CH2 – CH3]Cl

4) M(C2H5Cl) = 64,5г/моль, n(C2H5Cl) = 16,125/64,5 = 0,25 моль

n(C4H12NCl) = n(C2H5Cl) = 0,25 моль

M(C4H12NCl) = 109,5г/моль, m(C4H12NCl) = 0,25*109,5 = 27,375г.

η(C4H12NCl) = 21,9/27,375 *100% = 80%

Ответ: η(C4H12NCl) = 80%

Решение.

1) Запишем общую молекулярную формулу вещества: CxHyOzNm.

2) Найдем массу и количество моль веществ:

m(C) = (100*56,28%)/100%=51,28г.
n(C)=51,28/12=4,27(3) (моль)
m(H) = (100*9,40%)/100% =9,4г.
n(H)=9,4/1=9,4 (моль)
m(O) = (100*27,35%)/100%=27,35г.
n(O)=27,35/16=1,7(моль)

m(N) = (100*11,975%)/100%=11,97г.
количество молей азота
n(N)=11,97/14=0,9(моль)

34.

Таким образом:

X :Y :Z :M = 4,27(3) :9,4 :1,7 :0,9

разделим на самое маленькое число - 0,9 и получим
X :Y :Z :M = 5 :11 :2 :1
Молекулярная формула вещества А – C5H11O2N

3) Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами. Скорее всего вещество Б - это аминокислота. Аминокислоты проявляют как кислотные свойства за сет карбоксильной группы, так и основные свойства за счет аминогруппы. Аминокислоты строительный материал для белков и они отвечают за многие биохимические процессы в живых организмах. Аминокислота может реагировать со спиртом, - это реакция этерификации.

H2N(CH2)xCOOH+CH3CHOHCH3H2N(CH2)xCOOCHCH3CH3+H2O

Мы видим формулу вещества, видим что в углеродном скелете уже есть 4 атома углерода, у нас формула C5H11O2Nпоэтому на оставшийся углеводородный скелет (CH2)x - приходится только 1 атом углерода. Структурная формула соединения:

H2NCH2COOCHCH3CH3

Однако нам и реакцию надо написать не для гомолога, а для конкретного вещества. Поэтому перепишем реакцию, а не то минус балл.

H2NCH2COOH+CH3CHOHCH3H2NCH2COOCHCH3CH3+H2O

1) Составим уравнение реакции в общем виде:

СnH2n+1COOH + NaHCO3 = СnH2n+1COONa + H2O + CO2

2) Рассчитаем количество вещества, выделившегося газа:

n(CO2) = 5,6 : 22,4 = 0,25 моль

3) Рассчитаем молярную массу кислоты:
n(CO2) = n(СnH2n+1COOH) = 0,25 моль
М(СnH2n+1COOH) = 25,5/0,25 = 102 г/моль

4) Установим молекулярную формулу кислоты:
М(СnH2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 45 = 102
14n + 46 = 102
14n = 56
n = 4
Таким образом, молекулярная формула вещества – C4H9COOH

Ответ: C4H9COOH

2.38. Некоторое органическое вещество, взаимодействуя с гидроксидом натрия, образует продукт, содержащий 33,82% металла. Известно, что это вещество может реагировать с этанолом и оксидом магния, а также окрашивает метилоранж в розовый цвет.
35.

Решение.

1) Исходя из того, что метилоранж указывает на кислую среду и исходное в-во может взаимодействовать с этанолом (спирт), оксидом магния (оксид металла) и гидроксидом натрия (гидроксид металла), делаем вывод, что исходное в-во - это карбоновая кислота.
R-COOH + NaOH --> R-COONa + H2O
Найдем молярную массу продукта:
33.82% = 23г./моль ( 23г.- молярная масса натрия)
100% = хг./моль
х = 23*100/33,82 = 68г./моль
Теперь найдем массу R: 68-23-16*2-12 = 1 ==> Это водород.
Значит, карбоновая кислота - метановая (или муравьиная) кислота: HCOOH.

2) Запишем уравнение реакции муравьиной кислоты с оксидом магния:

2HCOOH + MgO --> (HCOO)2Mg + H2O

2.38. Некоторое вещество А было получено при окислении углеводорода состава С5Н8 оксидом хрома(Ⅵ) в присутствии серной кислоты. Это вещество содержит 61,54% кислорода, 34,62% углерода и 3,84% водорода по массе.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

2) Найдем количественный состав органического вещества:

m(C) = 34,62г. N = 34,62/12 = 2,885 моль

m(H) = 3,84г. N = 3,84/1 = 3,84моль

m(O) = 61,54г. N = 61,54/16 = 3,85 моль.

3) Найдем молекулярную формулу органического вещества: CxHyOz

X : Y : Z = 2,885 : 3,84 : 3,85 = 3 : 4 : 4

Таким образом, молекулярная формула вещества C3H4O4

3) Запишем структурную формулу вещества:

HOOC-CH2-COOH

4) Запишем уравнение реакции окисления:

3CH2=CH-CH2-CH=CH2 + 20CrO3 + 30H2SO4 ==> 3HCOOH-CH2-COOH + 6CO2 + 10CR2(SO)4 + 36H2O

2.39. При сгорании органического вещества А массой 7,2г. образовались углекислый газ массой 9,9г. и вода массой 8,1г. плотность паров этого вещества по водороду равна 16. При исследовании химических свойств этого вещества установлено, что в результате его взаимодействия с уксусной кислотой образуется нерастворимое в воде вещество с приятным запахом.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

2) Определим количественный состав образца:

n(C) = n(CO2) = 9,9/44 = 0,225 моль 36.

m(C) = 0,255*12 = 2,7г.

n(H) = 2n(H2O) = 2*8,1/18 = 0,9 моль

m(H) = 0,9*1 = 0,9г.

m(O) = 7,2-2,7-0,9 = 3,6г.

n(O) = 3,6/16 = 0,225 моль.

3) Определим молекулярную формулу вещества:

X : Y : Z = 0,225 : 0,9 : 0,225 = 1 : 4 : 1

CH4O – простейшая формула

M(CH4O) = 12+4+16 =32г,моль

Найдем истинную молярную массу вещества:

M ист.(CH4O)= 16*2 = 32г/моль. Следовательно,истинная формула CH4O

4) Составим структурную формулу вещества:

CH3OH – метанол

5) Запишем уравнение взаимодействия вещества с уксусной кислотой:

CH3OH + CH3COOH ==> CH3COOCH3 + H2O

2.40. При сжигании 5,6г. газообразного органического вещества А выделилось 8,96л. (н.у.) углекислого газа и 7,2г. воды. Плотность вещества по воздуху равна 1,931. В ходе исследования химических свойств этого вещества установлено, что при его взаимодействии с хлороводородом образуется третичное моногалогенпроизводное Б.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

2) Найдем количественный состав вещества:

n(C) = n(CO2) = 8,96/22,4 = 0,4 моль.

m(C) = 0,4*12 = 4,8г.

n(H) = 2n(H2O) = 2*7,2/18 = 0,8моль.

m(H) = 0,8*1 = 0,8г.

m(O) = 5,6-0,8-4,8 = 0г.

n(O) = 0г,(кислорода в веществе нет)

3) Определим молекулярную формулу вещества:

X : Y = 0,4 : 0,8 = 1 : 2

CH2 – простейшая формула.

M(CH2)= 12+2 = 14г/моль

Найдем истинную молярную массу вещества:

M ист.(CH2) = 1,931*29 = 56 г/моль.,значит нам нужно умножить первую молярную массу на 4 ==> (CH2)*4, получаем

C4H8 – истинная формула. 37.

4) Составим структурную формулу вещества:

CH3-C(CH3)=CH2

5) Запишем уравнение реакции вещества с хлороводородом:

CH3-C(CH3)=CH2 + HCl ==> CH3-C(CH3)(Cl)-CH3

6) n(C4H8) = 5,6/22,4 = 0,25 моль(избыток)

n(HCl) = 4,48/22,4 = 0,2 моль(недостаток)

n(C4H9Cl) = n(HCl) = 0,2 моль

M(C4H9Cl) = 92,5г/моль, m(C4H9Cl) = 0,2*92,5 = 18,5 моль.

m(C4H9Cl) = 0,9*18,5 = 16,65г.

2.41. При сжигании 1,98г. органического вещества А выделилось 0,896л. (н.у.) углекислого газа, 0,36г. воды и 1,46г. хлородоворода. Плотность паров вещества по азоту равна 3,536. Вещество реагирует с водой; продукт последней реакции вступает с реакцию серебряного зеркала.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyClzOw

2) Определим количественный состав вещества:

n(C) = n(CO2) = 0,896/22,4 = 0,04 моль

m(C) = 0,04*12 = 0,48г.

n(Cl) = n(HCl) = 1,16/36,5 = 0,04 моль

m(Cl) = 0,04*35,5 = 1,42г.

n(H) = n(HCl) = 0,04моль

n(H) = 2n(H2O) = 2*0,36/18 = 0,04 моль

n общ.(H) =n(HCl) + n(H2O) = 0,04 + 0,04 = 0,08 моль

m(H) = 0,08*1 = 0,08г.

m(O)= 1,98-0,48-1,42-0,08 = 0г.

n(O) = 0 моль(кислорода в веществе нет)

2) Определим молекулярную формулу вещества:

X : Y : Z = 0,04 : 0,08 : 0,04 = 1 : 2 : 1

CH2Cl – простейшая формула.

M(CH2Cl)= 12+2+35,5 = 49,5г/моль

Найдем истинную молярную массу вещества:

M ист.(CH2Cl) = 3,536*14*2= 99г/моль., значит нам нужно умножить первую молярную массу на 2 ==> (CH2Cl)*4, получаем

C2H4Cl2 – истинная формула

3) Составим структурную формулу вещества:

CH3-CHCl2 – 1,1- дихлорэтан 38.

4) Запишем уравнение реакции вещества с водой:

CH3-CHCl2 + H2O ==> 2HCl + CH3-COH

2.42.При сгорании некоторого амина получили 17,92л. (н.у.) углекислого газа, 25,2мл. воды и 4,48л. (н.у.) азота. Известно, что этот амин не может быть получен восстановлением нитросоединения водородом в присутствии катализатора.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyNz

2) Найдем количества вещества продуктов сгорания:

n(С) = n(CO2) = 17,92/22,4 = 0,8 моль

n(H) = 2n(H2O) = 2*25,2/18 = 2,8 моль

n(N) = 2n(N2) = 0,4 моль

X : Y : Z = 0,8 : 2,8 : 0,4 = 2 : 7 : 1

Молекулярная формула амина – C2H7N

3) Составим структурная формула амина:

CH3-NH-CH3

4) Запишем уравнение реакции этого амина с хлорэтаном:

CH3-NH-CH3 + CH3-CH2-Cl = (CH3-NH(CH2CH3)-CH3)Cl

2.43. При сжигании 8,76г. неизвестного органического вещества выделилось 5,4г. воды и 8,064л.углекислого газа. При гидролизе этого вещества в кислой среде и при нагревании получается два продукта в мольной соотношении 2:1, формула первого продукта — C2H4O2.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

2) Определим количественный состав вещества:

n(СО2) = 8,064 / 22,4 = 0,36 моль n(С) = n(СО2) = 0,36 моль m(C) = 0,36 · 12 = 4,32г. n(H2O) = 5,4 / 18 = 0,3 моль n(H) = 2n(H2O) = 2 · 0,3 = 0,6 моль m(H) = 0,6 · 1 = 0,6г. m(O) = 8,76 – 4,32 – 0,6 = 3,84г. n(О) = 3,84 / 16 = 0,24 моль

3) Определим молекулярную формулу вещества: X : Y : Z = 0,36 : 0,6 : 0,24 = 6 : 10 : 4

C6H10О4– истинная формула

4) Составим структурную формулу вещества:

CH3-COO-CH2-CH2-O-CO-CH3

39.

5) Запишем уравнение реакции гидролиза вещества в кислой среде:

CH3-COO-CH2-CH2-O-CO-CH3 + 2H2O =2CH3COOH + HO – СН2 - СН2 - OH

2.44. При сжигании образца органического вещества А было получено 4,48л. (н.у.) углекислого газа, 0,9г. воды и 16,2г. бромоводорода. Данное вещество А может быть получено присоединением избытка брома к соответствующему углеводороду Б. Также известно, что при бромировании этого углеводорода Б в условиях недостатка недостатка брома возможно образование структурных изомеров.

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyBrz

2) Определим количественный состав вещества:

n(C) = nCO2 = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль n(H) = n(HBr) = 0,2 моль n(H) = 2n(H2O) = 2*0,9/18 = 0,1 моль nобщ.(H) =n(HCl) + n(H2O) = 0,2 + 0,1 = 0,3 моль n(Br)= n(HBr)= 0,2 моль

3) Определим молекулярную формулу вещества: X : Y : Z = 0,2 : 0,3 : 0,2 = (1 : 1,5 : 1)*2 = (2 : 3 : 2)*2 = 4 : 6 : 4

C4H6Br4 – истинная формула

4) Запишем структурную формулу вещества:

CH3-C(Br)(Br)-C(Br)(Br)-CH3

5) Составим уравнение реакции получения вещества А из вещества Б:

CH3-C=C-CH3 + 2Br ==> CH3-C(Br)(Br)-C(Br)(Br)-CH3

2.45. Органическое вещество А содержит 13,59% азота, 8,74% водорода и 31,07% кислорода по массе и образуется при взаимодействии органического вещества Б с этанолом в молекулярном соотношении 1 : 1. Известно, что вещество Б имеет природное происхождение и способно реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

Решение.

1) Т.к. Вещество Б имеет природное происхождение и реагирует как с щелочами, так и с кислотами, т.е. проявляет амфотерные свойства, то делаем предположение, что это вещество — природная аминокислота, а вещество А — ее сложный эфир, тогда

Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyNzOw

2) Определим количественный состав вещества:

n(N) = 13,59/14 = 0,97 моль. n(H) = 8,74/1 = 8,74 моль. n(O) = 31,07/16 = 1,94 моль

m(C) = 100-13,59-8,74-31,07 = 46,6г. n(C) = 46,6/12 =3,88 моль.

3) Определим молекулярную формулу вещества: X : Y : Z : W = 3,88 : 8,74 : 0,97 : 1,94 = 4 : 9 : 1 : 2 40.

Таким образом, молекулярная формула вещества C4H9NO

4) Запишем структурную формулу вещества:

H2N-CH(CH3)-COOCH3

5) Составим уравнение реакции получения вещества А:

H2N-CH(CH3)-COOH + CH3-OH ==> H2N-CH(CH3)-COOCH3 + H2O

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

2) Определим количественный состав вещества:

n(C) = 38,71/12 = 3,2 моль.

n(O) = 51,61/16 = 3,2 моль.

n(H) = 9,61/1 = 9,6 моль.

3) Определим молекулярную формулу вещества: X : Y : Z = 3,2 : 9,6 : 3,2 = 1 : 3 : 1

CH3O – простейшая формула

C2H6O2 – истинная формула

4) Судя по числу атомов водорода, вещество А  — предельное соединение, оно не содержит кратных связей. Это  — двухатомный спирт, причем группы (H)находятся у разных атомов углерода.

Вещество А  — этиленгликоль (этандиол-1,2): HO-CH2-CH2-OH

5) Составим уравнение получение этиленгликоля из вещества Б, кислорода и воды.

2CH2=CH2 + O2 + 2H2O = 2HO-CH2-CH2-OH

Решение.

1) Составим уравнение реакции в общем виде: CxHyOz

41.

2) Определим количественный состав вещества:

n(C) = n(CO2) = 13,44/22,4 = 0,6 моль.

m(C) = 0,6*12 = 7,2г.

n(H) = 2n(H2O) = 2*13,5/18 = 1,5 моль.

m(H) = 1,5*1 = 1,5г.

m(O) = 11,1-7,2-1,5 = 2,4г.

n(O) = 2,4/16 = 0,15 моль.

3) Определим молекулярную формулу вещества: X : Y : Z = 0,6 : 1,5 : 0,15 = 4 : 10 : 1

C4H10O – простейшая формула

M(X) = 37*2 = 74г/моль = M(C4H10O)

4) Вещество Х принадлежит гомологическому ряду предельных одноатомных спиртов или простых эфиров. В реакцию дегидратацию вступают спирты. Молекулярную формулу C4H10O имеют 4 спирта, из них только два — неразветвлённого строения. Бутанол-2 при дегидратации дает смесь двух алкенов, а бутанол-1 превращается в единственный алкен — бутен-1.

Запишем структурную формулу вещества:

H3C-CH2-CH2-CH2-OH

5) Составим уравнение реакции бутанола-1 с перманганатом калия в присутствии серной кислоты:

3CH3-CH2-CH2-CH2-OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 ==> 5CH3-CH2-CH2-COOH + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2O

Решение.

1) Составим уравнения реакций:

CH3COOH+KHCO3=CH3COOK+H2O+CO2 CH3CH2COOH+KHCO3=CH3CH2COOK+H2O+CO2

2) Проведем расчеты по химическим реакциям:

m(раствора) =p*V=1,07*75=80,25г.

m(KHCO3)=m(раствора) *w=80,25*0,1=8,025г.

n(KHCO3)=m/M=8,025/100=0,08 (моль)

Пусть n(CH3COOH) - x, n(CH3CH2COOH) - y, тогда: x+y=0,08 -> y=0,08-x60x+74y=5,64

42.

Решим данную систему из двух уравнений методом подстановки: 60x+74(0,08-x)=5,64 60x+5,92-74x=5,64

0,28=14x x=0,28/14=0,02 моль m(CH3COOH)=n*M=0,02*60=1,2г. w(CH3COOH)=m/m(смеси) =1,2/5,64=0,213 (21,3%) w(CH3CH2COOH)=100%-w(CH3COOH)=100%-21,3%=78,7% Ответ: w(CH3COOH)=21,3%, w(CH3CH2COOH)=78,7%.

Решение.

1) Составим уравнение реакции:

НСООН +Аg2О(NН3)→СО2↑+Н2О+2Аg

2) Проведем расчеты по химическим реакциям:

n(Ag) = m/M = 21,6г/108г/моль = 0,2 моль
n(Ag) : n(НСООН) = 2:1 ( по уравнению)
n(НСООН)=0,1 моль,
n(НСООН) = Мn= 46г/моль×0,1 моль = 4,6г.
Вся смесь содержит 0,2 моль или 9,2г. муравьиной кислоты (4,6×2), так как брали половину раствора. Следовательно, на неизвестную кислоту приходится:
26,8-9,2=17,6г.

НСООН +NаОН→ HCOONa+ Н2О (1)
СnН2nО2 + NаОН → СnН2n-1О2Nа + Н2О (2) n(NаОН): n(НСООН)=1:1 ( по уравнению)
n(NаОН)=0,2 моль n(NаОН)(ост.)=0,4-0,2=0,2 моль n(NаОН): n(СnН2nО2)=1:1, n(СnН2nО2)=0,2 моль,
М(СnН2nО2)=m/n=17,6г/0,2 моль=88г/моль. 12n+2n+32=88, n=4, следовательно молекулярная формула C4H8O2 – бутановая(масляная) кислота. Ответ: C4H8O2;муравьиной кислоты 9,2г.; масляной кислоты 17,6г.

Решение.

43.

1) Составим уравнения химических реакций:

HOOC-COOH + 2KOH ==> CO + K2CO3 + 2H2O

HOOC-CH2-COOH + 4KOH ==> CH4 + 2K2CO3 + 2H2O

K2CO3 + 2HCl ==> CO2 + 2KCl + H2O

2) Найдем мольные доли газов в смеси угарного газа:

М(смеси) = D(H2)*M(H2) = 12*2 = 24г/моль

X(CO) = x; X(CH4) = (1-x)

28x = 16(1-x) = 24 ==> x = 2/3 ==> n(CO)/n(CH4) = 2/1

3)Найдем количества вещества газов в смеси. Пусть n(CO) = y моль, тогда n(CH4) = y/2 моль.

n(общ)(K2CO3) = n(CO) + 2n(CH4) = 6,72/22,4 = 0,3 моль = 2y ==> y = 0,15 моль.