Определение молекулярной формулы исходного вещества по известным массам, объемам продуктов сгорания.

Химия 11 класс. (35)

Тема : Определение молекулярной формулы исходного вещества по известным массам, объемам продуктов сгорания. Определение молекулярной формулы исходного вещества по массовым долям углерода, водорода, кислорода.

Знать : способы определения и решения задач.

Уметь : решать задачи.

План :

1. Оргмомент.

2. Актуализация знаний по теме «Физические и химические свойства спиртов..».

3. Изучение нового материала.

4. Закрепление.

5. Д/з : конспект.

6. Подведение итогов урока.

Алгоритм

1. Записать условия задачи.

2. На основе закона постоянства вещества составить соотношение и выводим простейшую формулу.

3. Определить относительную молекулярную массу простейшей формулы.

4. Определить относительную молекулярную массу истинной формулы.

5. Определить отношение истинной и простейшей формул вещества.

6. Определить истинную формулу вещества.

7. Записать ответ.

Задача № 1. Определите молекулярную формулу вещества, если известно, что массовая доля углерода в нем равна 39,97%, водорода — 6,73%, кислорода — 53,3%. Плотность паров этого вещества по углекислому газу равна 4,091.

Дано :

w (С) = 39,97%

w (Н) = 6,73%

w (О) = 53,3%

D СО₂ = 4,091

Найти : C_xH_yO_z

Решение :

1. C_xH_yO_z, где x, y, z – индексы. На основе закона постоянства вещества мы можем записать :

12x : 1y : 16z = 39,97 : 6,73 : 53,3

где 12, 1, 16 — относительные атомные массы углерода, водорода, кислорода.

Отсюда x : y : z = 39,97/12 : 6,73/1 : 53,3/16; x : y : z = 1 : 2 : 1.Следовательно, простейшая формула СН₂О.

Mr (CH₂O) = 30.

2. Mr (истин.) = Mr (CO₂) * D CO₂;

3. Mr (истин.)/Mr (CH₂O) = 180/30 = 6.

Значит, индексы в истинной формуле будут в 6 раз больше, чем в простейшей, т. е. x = 6, y = 12, z = 6.

Формула вещества С₆Н₁₂О₆.

Задача № 2. При сгорании 10,5г органического вещества получили 16,8л углекислого газа (н.у.) и 13,5г воды. Плотность этого вещества при н.у. равна 1,875 г/л. Определите молекулярную формулу вещества.

Дано :

m (C_xH_yJ_z) = 10,5г

V (CO₂) = 16,8л

m (H₂O) = 13,5г

p (C_xH_yO_z) = 1,875г/л

Найти : C_xH_yO_z

Решение :

C_xH_yO_z, где x, y, z – индексы.

1. Образование углекислого газа при горении указывает на наличие в исходном

веществе атомов углерода. Составим схему :

m_г 16,8_л

С → СО₂ → m (С) = 12*16,8/22,4 = 9 (г)

12г 22,4л

1. Образование воды при горении указывает на наличие в исходном веществе атомов водорода. Составим схему :

m_г 13,5_г

2Н → Н₂О → m (Н) = 2*13,5/18 = 1,5 (г)

2г 18г

1. m (С + Н) = 9+1,5 = 10,5 (г). Следовательно, сгорел углеводород (C_xH_y)

2. Выводим простейшую формулу углеводорода.

12x : 1y = 9 : 1,5; x : y = 12/9 : 1,5/1 = 0,7 : 1,5 = 1: 2

Простейшая формула СН₂. Mr (CH₂) = 14.

1. M (C_xH_y) = V_m * p

M (C_xH_y) = 22,4*1,875 = 42(г/моль)

Mr (C_xH_y) = 42.

1. Mr (C_xH_y)/Mr (CH₂) = 42/14 = 3.

Значит, индексы в истинной формуле будут в 3 раза больше, чем в простейшей формуле, т. е. X = 3, y = 6. Формула вещества С₃Н₆.

1. Ответ : формула вещества С₃Н₆.

Задача 3.

При полном сгорании органического бромсодержащего вещества массой 1,88г получено 0,88г углекислого газа и 0,36г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 94. Определить молекулярную формулу исследуемого вещества.

Дано :

m(нав.) = 1,88г

m(СО₂) = 0,88г

m(Н₂О) = 0,36г

D_(Н)(нав) = 94

Найти :

C_xH_yBr_z - ?

C_xH_yBr_z , где x, y, z – индексы.

1) Образование углекислого газа при горении указывает на наличие в исходном

веществе атомов углерода. Составим схему :

m_г 0,88_г

С → СО₂ → m (С) = 12*0,88 = 0,24г

12 44 44

1. Образование воды при горении указывает на наличие в исходном веществе атомов водорода. Составим схему :

m_г 0,36_г

2Н → Н₂О → m (Н) = 2*0,36 = 0,04г

2 18 18

1. m(Br) = 1,88-(0,24+0,04) = 1,88-0,28 = 1,6г

2. Выводим простейшую формулу углеводорода.

12x : 1y : 80z = 0,24 : 0,04 : 1,6

12 1 80

x : y : z = 0,02 : 0,04 : 0,02

1 : 2 : 1

Простейшая формула CH₂Br

1. D_(Н)(нав.) = 94 D = М(ист.) М(ист.) = 94*2 = 188

М(прост.)

1. Mr (C_xH_yBr_z) = 188 = 2

Mr (CH₂Br) 94

Значит, индексы в истинной формуле будут в 2 раза больше, чем в простейшей формуле, т. е. X = 2, y = 4, z = 2. Формула вещества С₂Н₄Br₂ — дибромэтан.

1. Ответ : формула вещества С₂Н₄Br₂ — дибромэтан.