Задания С5 (40)

Задание №1.

Плотность углеводорода при н.у. равна 1,964 г/л. Массовая доля углерода в нем равна 81,82%. Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.

Логика решения задачи: есть формула, по которой зная плотность, можно найти молярную массу. Затем, в общем виде записываем формулу массовой доли углерода и предполагаем , что углеводород - алкан. Находим, что в формуле три углерода.

Решение: Mr = ρ x Vm = 1,964 x 22,4 = 44 г/моль

12n/44 = 0,8182 

⇔ n = 3

⇒ C3H8

Ответ: молекулярная формула углеводорода С3Н8.

 

Задание №2.

Массовая доля углерода в диамине равна 48,65%. Массовая доля азота равна 37,84%. Выведите молекулярную формулу диамина.

Логика решения задачи: записываем формулу диамина в общем виде, где содержится 2 атома азота. Следовательно, записываем формулу массовой доли азота, обозначив количество атомов углерода за n (то есть массовая доля углерода нам здесь и не нужно использовать, так как мы все нашли через азот). Находим количество атомов углерода в формуле диамина.

Решение: 

Общая формула диаминов - СnН2n(NH2)2

28/(12n+2n+16x2) = 0,3784

⇔ 5,2976n+12,1088 = 28

⇔ n = 3

Ответ: молекулярная формула диамина С3Н6(NH2)2.

 

Задание №3.

Относительная плотность паров предельной двухосновной карбоновой кислоты по воздуху равна 4,07. Выведите молекулярную формулу карбоновой кислоты.

Логика решения задачи: чтобы найти плотность каког-либо вещества по какому-либо веществу, нужно разделить молекулярную массу первого вещества на молекулярную массу второго. Следовательно, находим молекулярную массу кислоты. Затем, из молекулярной массы кислоты вычитаем массу (СООН)2, так как в каждой двухосновной кислоте есть такая группа.

Решение: общая формула двухосновной кислоты - СnH2n(COOH)2

D = Mr(кислоты)/29 = 4,07

⇔ Mr(кислоты) = 118,03 г/моль

Mr(кислоты) = 118,03 - 12х2 - 16х4 - 2 = 28 г/моль

⇔ 12n + 2n = 28

⇔ 14n = 28

⇔ n = 2

Формула кислоты - C2H4(COOH)2.

Ответ: формула двухосновной кислоты C2H4(COOH)2.

 

Задание №4.

2 л алкадиена при н.у. имеет массу, равную 4,82 г. Выведите молекулярную формулу алкадиена.

Логика решения задачи: через объем алкадиена находим количество вещества. Записываем формулу алкадиена в общем виде. Записываем формулу количества вещества, где n - число атомов углерода. Находим, что в алкадиене 4 атома углерода.

Решение: общая формула алкадиена - CnH2n-2

V = 2 л

m = 4,82 г

V = 2/22,4 = 0,09 моль

Mr = 12n + 2n - 2

n = m/Mr ⇔ 0,09 = 4,82/(14n-2) ⇔ n = 4

Формула алкадиена - С4Н6.

Ответ: молекулярная формула алкадиена - С4Н6.

 

Задание №5.

Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, кальциевая соль которой содержит 30, 77% кальция.

Логика решения задачи: записываем формулы карбоновой кислоты и кальциевой соли карбоновой кислоты. За n принимаем количество атомов углерода. Получается 0. Следовательно, в искомой карбоной кислоте только один атом углерода, то есть это - муравьиная кислота и формиат кальция.

Решение: CnH2n+1COOH, (CnH2n+1COO)2Ca

ω(Ca) = 30,77%

Mr(Ca) = 40 г/моль

⇔ 40/(28n+4n+2+2x(12+32)+40) = 0,3077

⇔ 40/(32n+130) = 30,77

⇔ 9,8464n+40 = 40

⇒ n = 0

(HCOO)2Ca

Ответ: формула предельной одноосновной карбоновой кислоты - (НСОО)2Са, то есть это - муравьиная кислота.

 

Задание №6.

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.

Логика решения задачи: найдем молекулярную формулу вещества через плотность паров по сернистому газу. Предположим, что в формуле нет кислорода (а только углерод и водород). Найдем количество органического вещества. Оно равно 0,15 моль. Разделим количество углекислого газа на количество органического вещества - равно 8, но вещество газообразное. Предположим, что это - альдегид. Проверяем.

Решение: Mr/(32+32) = 2 ⇔ Mr = 2x64 = 128 г/моль

СхНу + О2 = СО2 + Н2О

n(CO2) = 52,8/44 = 1,2 моль

n(H2O) = 21,6/18 = 1,2 моль 

n(орг. в-ва) = 19,2/128 = 0,15 моль ⇒ 1,2/0,15 = 8

C8H16O = 8x12+16+16 = 128 г/моль

Ответ: молекулярная формула органического соединения - С8Н16О.

 

7. При сжигании органического вещества массой 1,78 г в избытке кислорода получили 0,28 г азота, 1,344 л (н.у.) бутана и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится 1,204х1022 молекул.

8. Углекислый газ, полученный при сгорании 3,4 г углеводорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция и получили 25 г осадка. Выведите простейшую формулу углеводорода.

9. При сгорании органического вещества, содержащего углерод, водород и хлор, выделилось 6,72 л (н.у.) углекислого газа, 5,4 г воды, 3,65 г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества.

10. При сгорании амина выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,495 г воды и 0,056 л азота. Определить молекулярную формулу этого амина.

11. Определить формулу алкена, если известно, что его 5,6 г при присоединении воды образуют 7,4 г спирта.

12. Для окисления 2,9 г предельного альдегида до кислоты потребовалось 9,0 г гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида.

13. Одноосновная моноаминокислота массой 3 г с избытком бромоводорода образует 6,24 г соли. Определить формулу аминокислоты.

14. При взаимодействии предельного двухатомного спирта массой 2,7 г с избытком калия выделилось 0,672 л водорода. Определить формулу спирта.

15. При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определить молекулярную формулу этого спирта.

16. Некоторое количество алкена при взаимодействии с избытком хлора образует 11,3 г дихлорида, а при реакции с избытком брома - 20,2 г дибромида. Определите молекулярную формулу алкена.

17. На полное гидрирование 5,4 г некоторого алкина расходуется 4,48 л водорода (н.у.). Определите молекулярную формулу данного алкина.

18. При сгорании 112 л (н.у.) неизвестного циклоалкана в избытке кислорода образуется 336 л углекислого газа. Установите структурную формулу циклоалкана.

19. 116 г некоторого предельного альдегида нагревали длительное время с аммиачным раствором оксида серебра. В ходе реакции образовалось 432 г металлического серебра. Установите молекулярную формулу альдегида.

20. При взаимодействии 3,1 г некоторого первичного амина с достаточным количеством HBr образуется 11,2 г соли. Установите молекулярную формулу амина.

21. При сгорании амина выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,495 г воды и 0,056 л азота. Установите молекулярную формулу этого амина.

22. При полном сгорании углеводорода образовалось 27 г воды и 33,6 л углекислого газа (н.у.). Относительная плотность углеводорода по аргону равна 1,05. Установите его молекулярную формулу.

23. Для полного гидрирования гомолога бензола потребовалось 1,68 л (н.у.) водорода, при этом образовался циклоалкан массой 3,15 г. Запишите уравнение реакции в общем виде. Определите молекулярную формулу гомолога бензола. Считать выход продукта реакции равным 100%.

24. При прокаливании 44,8 л калиевой соли предельной одноосновной карбоновой кислоты с избытком гидроксида калия образовалось 8,96 л (н.у.) газа. Установите формулу соли.

25. При полном сжигании вещества, не содержащего кислорода, образуется азот и вода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Объем необходимого на сжигание кислорода равен объему выделившегося азота. Определите молекулярную формулу соединения.

26. При взаимодействии одного и того же количества алкена с различными галогеноводородами образуется соответственно 7,85 г хлорпроизводного или 12,3 г бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена.

27. Для полного гидрирования гомолога бензола потребовалось 13,44 л (н.у.) водорода, при этом образовался циклоалкан массой 22,4 г. Запишите уравнение реакции в общем виде. Определите молекулярную формулу гомолога бензола. Считать выход продукта реакции равным 100%.

28. В результате сжигания 1,74 г органического соединения получено 5,58 г смеси углекислого газа и воды. Количества вещества углекислого газа и воды в этой смеси оказались равными. Определите молекулярную формулу органического соединения, если относительная плотность его по кислороду равна 1,81.

29. При сгорании 0,90 г газообразного органического вещества выделилось 0,896 г (н.у.) углекислого газа, 1,26 г воды и 0,224 л азота. Плотность газообразного вещества по азоту равна 1,607. Установите молекулярную формулу органического вещества.

30. Для полного гидрирования гомолога бензола потребовалось 10,08 л (н.у.) водорода, при этом образовался циклоалкан массой 14,7 г. Запишите уравнение реакции в общем виде. Определите молекулярную формулу гомолога бензола. Считать выход продукта реакции равным 100%.

31. Установите молекулярную формулу алкена, если известно, что 0,5 г его способны присоединить 200 мл (н.у.) водорода.

32. Предельный одноатомный спирт обработали бромоводородом. В результате реакции получили галогенпроизводное массой 86,1 г и 12,6 г воды. Определите молекулярную формулу исходного спирта.

33. В результате сплавления натриевой соли карбоновой кислоты с гидроксидом натрия массой 14 г получили карбонат натрия и газообразное органическое вещество массой 15,4 г. Определите молекулярную формулу полученного газообразного соединения.

34. Неизвестный алкен массой 1,96 г способен вступить в химическую реакцию с 2,56 г хлороводорода. Определите молекулярную формулу неизвестного алкена.

35. Сложный эфир массой 30 г подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 34 г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 16 г спирта. Установите молекулярную формулу этого эфира.

36. При сгорании 0,45 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н.у.) азота. Плотность исходного газообразного вещества по азоту 1,607. Установите молекулярную формулу этого вещества.

37. При взаимодействии 6,72 л (н.у.) хлороводорода и равным объемом газообразного алкена получен продукт массой 24,45 г. Определите молекулярную формулу алкена.

38. При пропускании 13,44 л (н.у.) предельного газообразного алкена через избыток соляной кислоты образовалась органическая соль массой 57,3 г. Установите молекулярную формулу алкена.

39. При окислении 1,12 л (н.у.) этиленового углеводорода избытком водного раствора перманганата калия образовался двухатомный спирт массой 3,80 г. Установите молекулярную формулу углеводорода.

Задание №40.

При щелочном гидролизе 6 г некоторого сложного эфира получено 6,8 г натриевой соли предельной одноосновной кислоты и 3,2 г спирта. Установите молекулярную формулу сложного эфира.

Логика решения задачи: записываем уравнение в общем виде. По закону сохранения массы сумма эфира и раствора гидроксида натрия равна сумме соли натрия и спирта. Следовательно, находим, что масса гидроксида натрия равна 4 г. Значит, количество гидроксида натрия равно 0,1 моль. И это, в свою очередь, значит, что количества всех веществ тоже равны 0,1 моль. Зная массу и количества веществ, находим число атомов углерода. Получаем метиловый эфир муравьиной кислоты.

Решение: CnH2n+1COOCmH2m+1 + NaOH → CnH2n+1COONa + CmH2m+1OH

По закону сохранения массы:

6 + m(NaOH) = 6,8 + 3,2

⇒ m(NaOH) = 10 - 6 = 4 г

n(NaOH) = 4/40 = 0,1 моль

⇒ n(эфира) = n(спирта) = n(соли) = n(NaOH) = 0,1 моль

CnH2n+1COONa: 0,1 = 6,8/(14n+1+12+32+23)

⇔ 6,8 = 1,4n + 6,8

⇔ 1,4n = 0

⇒ HCOONa - формиат натрия

CmH2m+1OH: 0,1 = 3,2/(14m+18)

⇔ 1,4m = 1,4

⇔ m = 1 ⇒ CH3OH - метиловый спирт.

Значит, в реакцию вступил метиловый эфир муравьиной кислоты.

Ответ: Молекулярная формула сложного эфира - НСООСН3.