Методы решения задач на определение молекулярной формулы сложного вещества по данным продуктов сгорания.

В материале представлены три наиболее простых способа решения задач. Все три способа показаны на конкретных примерах. подобраны задачи для самостоятельного решения.

Методы решения задач на определение молекулярной формулы сложного вещества по данным продуктов сгорания.

Задача1. При сгорании 10,5 г органического вещества получили 16, 8 л СО₂ (н.у) и 13, 5 г Н₂О. плотность этого вещества при н.у. равна 1,875 г/л. Определите молекулярную формулу вещества.

Дано:

m вещ-ва = 10,5 г

m(H₂O) = 13,5 г

V (CO₂) = 16,8 л

р = 1,875 г/л

_______________

СхНуОz =?

Алгоритм 1.

Этапы алгоритма

Решение

1. Проанализировать состав продуктов сгорания и сделать вывод о качественном составе сгоревшего вещества:

Н₂О →О

СО₂→С

Наличие кислорода требует проверки.

Обозначим индексы в формуле через x, y, z

2. Найти количества продуктов сгорания по формулам

n = , n =

3. Найти количества элементов содержавшихся в сгоревшем веществе

n(C) = n(CO₂)

n (H) = 2n(H₂O)

4. Если сгорело вещество неизвестного состава, то обязательно нужно проверить, содержится ли в нем кислород.

m (O) = m в-ва - (m(C) +m (H), предварительно нужно найти

m(C) = n(C) ∙12

m(H) = n(H)∙ 1

5. Если содержится кислород, найти его количество

n(O) =

6. Найти соотношение индексов по соотношению количеств элементов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

Числа привести к целым, разделив их на наименьшее.

7. Если известны данные для нахождения истинной молярной массы вещества, найти ее по формулам

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

8. Написать простейшую формулу и найти ее молярную массу. Сравнить истинную молярную массу с простейшей и увеличить индексы в нужное число раз

1. CxHyOz

2. Найти количества продуктов сгорания

n(СО₂) = = 0,75 моль

n(H₂O) = = 0,75 моль

3. Найти количества элементов

n(C) = n(CO₂) = 0,75 моль

n (H) = 2n(H₂O) = 1,5 моль

4. Найдем массу углерода и водорода и определим наличие кислорода

m(C) = 0,75∙ 12 = 9 г

m(Н) = 1,5 ∙1 = 1,5 г

m (O) = m в-ва - (m(C) +m (H) = 10,5 - (9+1,5) = 0

кислород в данном веществе отсутствует

5. -

6. Найдем соотношение индексов

x:y = n(C) : n(H)

x:y =0,75 : 1,5 (:0,75)

x:y = 1:2

СН₂ - простейшая формула

7. Определим молярную массу истинного вещества

M = p∙Vm = 22,4∙ 1,875 = 42 г/моль

М = Мr = 42

8. Мr (СН₂) = 14

= = 3

С₃Н₆ - истинная формула

Алгоритм 2

Этапы алгоритма

Решение

1. Вычисляем молярную массу вещества.

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

2. Вычисляем количество атомов С:

а) если СО₂ дано по массе:

n(C) = =

б) если СО₂ дано в объеме:

n(C) = =

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 ∙ = 2 ∙

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.

1. Вычисляем молярную массу вещества

M = p∙Vm = 22,4∙ 1,875 = 42 г/моль

2. Вычисляем количество атомов С

n(C)= = 3

3. Вычисляем количество атомов Н

n(Н) = 2 ∙ = 3

С₃Н₆ - простейшая формула

4. Мr (С₃Н₆) = 42

5. Истинная формула = простейшей формуле

С₃Н₆ - истинная формула

Алгоритм 3

Этапы алгоритма

Решение

1. Установить простейшую формулу вещества

1) Проанализировать состав продуктов сгорания и сделать вывод о качественном составе сгоревшего вещества:

Н₂О →О, СО₂→С

2) Составить пропорцию и найти массу углерода

m(C) m(CО₂)

С→СО₂, m(C) =

12 44

или

m(C) V(CО₂)

С→СО₂, m(C) =

12 22,4

3) Составить пропорцию и найти массу водорода

m(Н) m(Н₂О)

Н₂ → Н₂О , m(Н) =

2 18

4) Определить суммарную массу двух элементов (С и Н)

5) Сравнить полученное значение с массой исходного соединения.

Если есть кислород, то находим массу кислорода

6) Определить количества элементов по формуле

n =

7) Найти соотношение индексов по соотношению количеств элементов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

Числа привести к целым, разделив их на наименьшее.

Записываем простейшую формулу вещества

2. Установить истинную формулу

1) Если известны данные для нахождения истинной молярной массы вещества, найти ее по формулам

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

2) Написать простейшую формулу и найти ее молярную массу. Сравнить истинную молярную массу с простейшей и увеличить индексы в нужное число раз

1. Устанавливаем простейшую формулу вещества

1) Образование углекислого газа и воды при горении указывает на наличие в исходном веществе атомов углерода и водорода.

2) Составляем пропорцию и находим массу углерода

m(C) 16,8

С→СО₂, m(C) = = 9 г

12 22,4

3) Составляем пропорцию и находим массу водорода

m(Н) 13,5

Н₂ → Н₂О , m(Н) = = 1,5 г

2 18

4) Определим суммарную массу углерода и водорода

(m(C) +m (H) = 10,5

5) Масса сгоревшего вещества равна массе углерода и кислорода → кислород отсутствует

6) n(C) = 9: 12 = 0,75 моль

n(H) = 1,5 : 1 = 1,5 моль

7) Найдем соотношение индексов

x:y = n(C) : n(H)

x:y = 0,75 : 1,5 (:0,75)

x:y = 1:2

СН₂ - простейшая формула

2. Устанавливаем истинную формулу вещества

1) M = p∙Vm = 22,4∙ 1,875 = 42 г/моль

М = Мr = 42

2) Мr (СН₂) = 14

= = 3

С₃Н₆ - истинная формула

Задача 2. При сгорании 2,2 г вещества получили 4.4 г оксида углерода () и 1,8 г воды. Относительная плотность вещества по водороду равна 44. Определите молекулярную формулу вещества.

Дано:

m вещ-ва = 2,2 г

m(H₂O) = 1,8 г

m (CO₂) = 4,4 г

D_Н2= 44

_______________

СхНуОz =?

Алгоритм 1.

Этапы алгоритма

Решение

1. Проанализировать состав продуктов сгорания и сделать вывод о качественном составе сгоревшего вещества:

Н₂О →О

СО₂→С

Наличие кислорода требует проверки.

Обозначим индексы в формуле через x, y, z

2. Найти количества продуктов сгорания по формулам

n = , n =

3. Найти количества элементов содержавшихся в сгоревшем веществе

n(C) = n(CO₂)

n (H) = 2n(H₂O)

4. Если сгорело вещество неизвестного состава, то обязательно нужно проверить, содержится ли в нем кислород.

m (O) = m в-ва - (m(C) +m (H), предварительно нужно найти

m(C) = n(C) ∙12

m(H) = n(H)∙ 1

5. Если содержится кислород, найти его количество

n(O) =

6. Найти соотношение индексов по соотношению количеств элементов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

Числа привести к целым, разделив их на наименьшее.

7. Если известны данные для нахождения истинной молярной массы вещества, найти ее по формулам

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

1. CxHyOz

2. Найти количества продуктов сгорания

n(СО₂) = = 0,1моль

n(H₂O) = = 0,1моль

3. Найти количества элементов

n(C) = n(CO₂) = 0,1моль

n (H) = 2n(H₂O) = 0,2моль

4. Найдем массу углерода и водорода и определим наличие кислорода

m(C) = 0,1 ∙ 12 = 1,2 г

m(Н) = 0,2∙1 = 0,2 г

m (O) = m в-ва - (m(C) +m (H) = 2,2 - (1,2 +0,2) = 0,8 г

масса кислорода в данном веществе равна 0,8 г

5. Найдем количества кислорода в данном веществе

n(O) = = 0,05 моль

6. Найдем соотношение индексов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

x:y:z=0,2 : 0,2 : 0,05 (:0,05)

x:y:z=2:4:1

С₂Н₄О - простейшая формула

7. Определим молярную массу истинного вещества

M₁ = D₂ ∙M₂_,M₁ = 2 ∙44 = 88

М = Мr = 88

8. Мr (С₂Н₄О) = 44

= = 2

С₄Н₈О₂ - истинная формула

Алгоритм 2

Этапы алгоритма

Решение

1. Вычисляем молярную массу вещества.

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

2. Вычисляем количество атомов С:

а) если СО₂ дано по массе:

n(C) = =

б) если СО₂ дано в объеме:

n(C) = =

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 ∙ = 2 ∙

4. Вычисляем молярную массу полученного вещества.

1. Вычисляем молярную массу вещества

M₁ = D₂ ∙M₂_,M₁ = 2 ∙44 = 88 г/моль

2. Вычисляем количество атомов С

n(C)= = 4

3. Вычисляем количество атомов Н

n(Н) = 2 ∙ = 8

С₄Н₈ - простейшая формула

4. Мr (С₄Н₈) = 56, в веществе присутствует кислород

m (O) = 88 - 56 = 32

12∙ 4 + 1∙ 8 + 16∙z = 88

z= 2

5. Истинная формула С₄Н₈О₂

Алгоритм 3

Этапы алгоритма

Решение

1. Установить простейшую формулу вещества

1) Проанализировать состав продуктов сгорания и сделать вывод о качественном составе сгоревшего вещества:

Н₂О →О, СО₂→С

2) Составить пропорцию и найти массу углерода

m(C) m(CО₂)

С→СО₂, m(C) =

12 44

или

m(C) V(CО₂)

С→СО₂, m(C) =

12 22,4

3) Составить пропорцию и найти массу водорода

m(Н) m(Н₂О)

Н₂ → Н₂О , m(Н) =

2 18

4) Определить суммарную массу двух элементов (С и Н)

5) Сравнить полученное значение с массой исходного соединения.

Если есть кислород, то находим массу кислорода

6) Определить количества элементов по формуле

n =

7) Найти соотношение индексов по соотношению количеств элементов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

Числа привести к целым, разделив их на наименьшее.

Записываем простейшую формулу вещества

2. Установить истинную формулу

1) Если известны данные для нахождения истинной молярной массы вещества, найти ее по формулам

M = p∙Vm, M₁ = D₂ ∙M₂

1. Устанавливаем простейшую формулу вещества

2) Составляем пропорцию и находим массу углерода

m(C) 4,4

С→СО₂, m(C) = = 1,2 г

12 44

3) Составляем пропорцию и находим массу водорода

m(Н) 1,8

Н₂ → Н₂О , m(Н) = = 0,2 г

2 18

4) Определим суммарную массу углерода и водорода

(m(C) +m (H) = 1,4 г

5) Масса сгоревшего вещества отличается от массы углерода и кислорода →присутствует кислород

m (O) = 2,2 - 1,4 = 0,8 г

6) n(C) = 1,2: 12 = 0,1 моль

n(H) = 0,2 : 1 = 0,2 моль

n(О) = 0,8 : 16 = 0,2 моль

7) Найдем соотношение индексов

x:y:z = n(C) : n(H) : n (O)

x:y:z= 0,2 : 0,2 : 0,05 (:0,05)

x:y:z= 2:4:1

С₂Н₄О - простейшая формула

2. Устанавливаем истинную формулу вещества

1) M₁ = D₂ ∙M₂_,M₁ = 2 ∙44 = 88

М = Мr = 88

2) Мr (С₂Н₄О) = 44

= = 2

С₄Н₈О₂ - истинная формула

Задачи для самостоятельного решения.

1. При сгорании 11,2 г углеводорода получили углекислый газ массой 35,2 г и воду массой 14,4 г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 1,93. Выведите молекулярную формулу.

2. При сгорании 7,2 г вещества образовалось 9,9 г углекислого газа и 8,1 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу вещества.

3. При сгорании 18,4 органического соединения образовалось 17,92 л (н.у.) углекислого газа и 21, 6 г воды. Определите простейшую формулу соединения.

4. При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и 8,96 л углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.

5. 7,5 мг неизвестного газа сожгли в избытке кислорода, при этом
образовалось 11 мг углекислого газа и 4,5 мг воды. Найдите формулу газа.

6. При сгорании неизвестного органического веществам массой 4,6 г в
избытке кислорода образовалось 8,8 г углекислого газа и 5,4 г воды.
Определите возможную формулу вещества, если известно, что оно являетсяпростым эфиром.

7. При сжигании вещества, являющегося одноатомным спиртом, массой18 г образовалось 39,6 г углекислого газа и 21,6 г воды. Установите формулувещества.

Вывод формул по продуктам сгорания, не содержащих кислорода

Задача. При сгорании газообразного органического вещества, не содержащего кислород, выделилось 2,24 л (н. у.) углекислого газа, 1,8 г воды и
3,65 г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества
Оформим исходные данные в виде таблицы

формулы веществ	Исходные данные	Количества вещества n = , n =	Количества элементов	Соотношение элементов
СО₂	2,24 л
H₂O	1,8 г
HCl	3,65 г

Рассчитаем количество веществ по формулам.

формулы веществ	Исходные данные	Количества вещества n = , n =	Количества элементов	Соотношение элементов
СО₂	2,24 л	0,1 моль СО₂
H₂O	1,8 г	0,1 моль H₂O
HCl	3,65 г	0,1 моль HCl

Рассчитаем количество химических элементов, обращая внимание на то, что
водород вошел как в состав воды, так и в состав хлороводорода,
просуммировав рассчитанные количества.

формулы веществ	Исходные данные	Количества вещества n = , n =	Количества элементов	Соотношение элементов
СО₂	2,24 л	0,1 моль СО₂	0,1 моль С	C
H₂O	1,8 г	0,1 моль H₂O	0,2 моль Н	3Н
HCl	3,65 г	0,1 моль HCl	0,1 моль Н 0,1 моль Сl	Сl

Искомая формула СН₃Cl
Задачи для самостоятельного решения
1. При сгорании органического вещества, не содержащего кислорода, выделилось 8,96 л углекислого газа, 3,6 г воды и 14,6 г хлороводорода. Установите формулу сгоревшего соединения.
2. При сгорании органического вещества, не содержащего кислорода, выделилось 2,24 л углекислого газа и 4 г фтороводорода. Установитеформулу сгоревшего соединения.
3. При сгорании вторичного амина симметричного строения образовалось 44,8 мл углекислого газа, 5,6 мл азота (при н.у.) и 49,5 мг воды. Определите молекулярную формулу амина.

Методы решения задач на определение молекулярной формулы сложного вещества по данным продуктов сгорания

Написать простейшую формулу и найти ее молярную массу

Установить простейшую формулу вещества 1)

Этапы алгоритмаРешение 1

СО 2 дано в объеме: n(C) = = 3

Установить простейшую формулу вещества 1)

Вывод формул по продуктам сгорания, не содержащих кислорода

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

16.02.2020