Решение задач по органической химии

Задачи по уравнениям реакций

Определите количество вещества водорода, необходимое для получения 2,5 моль гексана из бензола.
Дано:
ν(C6H12) =2,5 моль
ν(H2) – ?
Решение:
x моль 2,5 моль
C6H6 + 3H2→ C6H12
3 моль 1 моль
x = ν(H2) = 3 ν(C6H12 ) =
= 3·2,5 моль = 7,5 моль
Ответ: ν(C6H12 ) = 7,5 моль

Вычислите массу этилена, образующегося при дегидратации 9,2 г этилового спирта.
Дано:
m(C2 H 5OH))=9,2 г
m(C2 H 4) – ?
Решение:
ν(C2 H 5OH) = m(C2 H 5OH) = 9, 2 г
M(C2 H 5OH) 46г/моль
=0,2 моль
0,2 моль x моль
C2 H 5OH → C2 H4 + H2O
1 моль 1 моль
x = ν(C2 H4 ) = ν(C2 H 5OH ) = 0, 2 моль
m(C2 H4 ) = ν(C2 H4 )·M(C2 H4 ) =
0,2 моль· 26 г/моль = 13,2 г
Ответ: m(C2 H4 ) = 13,2 г

Рассчитайте, какой максимальный объём водорода должен вступить в реакцию с 30 л бутадиена -1,3
Дано:
V(C4H6)=30 л
V(H2) – ?
Решение:
30 л х л
C4H6 + 2 H2 → C4H10
1 моль 2 моль
по ЗОО:
V(C4H6) 1
=
V(H2) 2
V (H2) = V (C4H6) ·2= 60 л
Ответ: V(H2) = 60 л

Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия с 96%-ным (по массе) раствором этанола в воде (V = 100 мл, плотность ρ = 0,8 г/мл).
Решение:
m(раствора) = V х ρ
m (раствора) = 100 мл х 0,8 г/мл = 80 г
m(C2H5OH) = (m (раствора) х W) : 100% = 80 г х 0,96 = 76,8 г
ν(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 76,84 г : 46 г/моль = 1,67 моль
Поскольку заданное количество натрия составляло 2 моль, натрий присутствует в избытке.
Поэтому объем выделенного водорода будет определяться количеством этанола:
ν1(H2) = 1/2 ν(C2H5OH) = 1/2 х 1,67 моль = 0,835 моль
V1(H2) = ν1(H2) х VM = 0,835 моль х 22,4 л/моль = 18,7 л
Вода, содержащаяся в растворе спирта, тоже реагирует с натрием с выделением водорода.
m(H2O) = (m(раствора) х W) : 100% = 80 г х 0,04 = 3,2 г
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 3,2 г : 18 г/моль = 0,178 моль
Количество натрия, оставшееся неизрасходованным после реакции с этанолом, составит:
ν(Na, остаток) = 2 моль - 1,67 моль = 0,33 моль
Таким образом, и по сравнению с заданным количеством воды (0,178 моль) натрий все равно оказывается в избытке.
Найдем количество и объем водорода, выделившегося по реакции:
ν 2(H2) = 1/2 ν(H2O) = 1/2 х 0,178 моль = 0,089 моль
V2(H2) = ν 2(H2) х VM = 0,089 моль х 22,4 л/моль = 1,99 л
Общий объем водорода: V(H2) = V1(H2) + V2(H2) = 18,7 л+ 1,99 л = 20,69 л
Ответ: V(H2) = 20,69 л.

Задачи на определение формулы вещества

решения задач на нахождение формулы вещества по продуктам сгорания вещества
нахождение молекулярной формулы вещества по его относительной плотности и массовой доле элементов в соединении.
Типы задач на определение формулы вещества

1. Вычисляем молярную массу вещества.
М(в) = D(x)*М(х) (1)
2. Вычисляем количество атомов С:
а) если СО2 дано по массе:
n(C) = (2)
б) если СО2 дано в объеме:
n(C) = (3)
3. Вычисляем количество атомов Н:
Так как в молекуле Н2О 2 моля Н, тогда формулу умножаем на 2 (это применимо и к N)
n(Н) = 2 (4)
4. Вычисляем молярную массу полученного вещества.
5. Если молярная масса полученного вещества равна молярной массе вещества (1), тогда задача решена правильно; если молярная масса полученного вещества отличается от молярной массы вещества (1), вычисляем разность и определяем количество атомов кислорода, если вещество кислородосодержащие, или азота, если вещество азотосодержащее.
Алгоритм для решения задач на нахождение формулы вещества по продуктам сгорания вещества, если дана относительная плотность

Решение:
1. Применяем формулу (1)
M(в-ва) = 29 г/моль * 2,724 =79 г/моль.
Находим количество атомов С по формуле (3)
n(C) = = 5
2. Находим количество атомов Н по формуле (4)
n(Н) = 2 = 5
3. Вычисляем молярную массу С5Н5.
М(С5Н5) = 12 * 5 + 1 * 5 = 65г/моль
4. Вычисляем количество атомов азота (5)
79 – 65 = 14. т.к. атомная масса азота – 14, значит в данной формулу один атом N.
Ответ: С5Н5N
Дано:
m ( в-ва) = 2,37г
V (CO2) = 3,36 л
m (H2O) = 1,35 г
D (возд.) = 2,724.
_________________
Найти:
CxHyNz
М(возд) = 29 г/моль
М(Н2О) = 18 г/моль
Vm = 22,4л/моль
При сгорании органического вещества массой 2, 37 г образовалось 3,36 л оксида углерода(IV) (н.у.), 1,35 г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по воздуху равна 2,724. Выведите молекулярную формулу вещества.

Алгоритм нахождения молекулярной формулы вещества по его относительной плотности и массовой доле элементов в соединении
1. Вычисляем молярную массу вещества.
М(в) = D(x)*М(х) (1)
2. Вычисляем количество атомов элемента:
а) если w дана в процентах:
n(Э) = (2)
б) если w дана в долях:
n(Э) = (3)
3. Вычисляем молярную массу полученного вещества.
4. Если молярная масса полученного вещества равна молярной массе вещества (1), тогда задача решена правильно; если молярная масса полученного вещества отличается от молярной массы вещества (1), вычисляем разность и определяем количество атомов кислорода, если вещество кислородосодержащие, или азота, если вещество азотосодержащее.

Выведите формулу вещества, содержащего 82,75% углерода и 17,25 % водорода. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2.
Дано:
w(C) = 82,75%
w(H) = 17,25%
D(возд) = 2
______________
Найти:
СхНу
M(воздуха) = 29г/моль
Решение:
1. Применяем формулу М(в) = D(x)*М(х)
M(в-ва) = 29 г/моль * 2 =58 г/моль.
2. Находим количество атомов С по формуле (2)
n(С) = = 4
3. Находим количество атомов Н по формуле (2)
n(Н) = = 1
4. Вычисляем молярную массу С4Н10
М(С4Н10) = 12 * 4 + 1 * 10 = 58г/моль
5. Вычисленная молярная масса совпадает с (1), задача решена.
Ответ: С4Н10