Нахождение молекулярной формулы по плотности вещества и данным о продуктах его сгорания.

Нахождение молекулярной формулы по  плотности вещества

и данным о продуктах его сгорания (продолжение).

Задача 75. Сожгли 3,6 г алкана, при этом выделилось 5,6 л СО2. Определите формулу алкана.

Решение.

В исходном веществе всего 2 элемента – это оговорено в условии задачи. Поэтому, зная массу СО2, легко определить массу и количество вещества атомарного водорода:

n (СО2)  =    V : Vm   = 5,6 л : 22,4 л/моль  =   0,25 моль  =  n (С)              

m (С)  =  M    n   = 12 г/моль      0,25 моль  = 3 г

m (Н)  = 3,6 г – 3 г = 0,6 г,   n (Н)  = 0,6 моль

С : Н = 0,25 : 0,6 = 25 : 60 = 5 : 12  →  С5Н12 , пентан

Задача 76.  Сожгли 2,36 г первичного амина. Полученные газы пропустили через избыток раствора щелочи. 448 мл газа не поглотилось щелочью. Определите формулу амина.

Решение.

Так как молекула амина состоит из атомов углерода, водорода и азота, то при сгорании амина образуются вода, углекислый газ и молекулярный (свободный) азот. Углекислый газ относится к кислотным оксидам, поэтому он прореагирует со щелочью, а значит, поглотится ею. Пары воды, полученной при горении, сконденсируются и тоже поглотятся раствором щелочи. И только азот пройдет сквозь раствор щелочи в неизменном виде – он с ней не взаимодействует. Найдем количество вещества молекулярного и атомарного азота:

n (N2) = 0,448 л : 22,4 л/моль = 0,02 моль

n (N)  = 0,02 2 = 0,04 моль

Так как число атомов азота в молекуле амина совпадает с числом аминогрупп, то количество вещества аминогрупп также составит 0,04 моль, а масса их   =   16 г/моль 0,04 моль  =  0,64 г.

Остаток массы амина – это масса его радикала. Амин первичный, то есть с аминогруппой связан лишь один радикал, поэтому молей аминогрупп и радикала поровну  = 0,04 моль.

m( R)  = 2,36 г – 0,64 г  = 1,72 г

M (R) = 1,72 г :  0,04 моль  =  43 г/моль

Амин содержит предельный радикал с общей формулой CnH2n+1.

Далее можно рассуждать так:      

М (CnH2n+1) = 43

12 n + 2n + 1 = 43

14 n = 42

n = 3         

Неизвестный амин – пропиламин   С3Н7NH2    

Задача 77.  При сжигании 10,1 г хлорпроизводного предельного углеводорода выделилось при н.у. 3,58 л СО2 (80% теоретического выхода) и столько хлора, что его в виде ионов было достаточно для полного связывания катионов серебра из 200 г 17%-ного раствора нитрата серебра. Определите молекулярную формулу исходного хлоралкана, если  1 л его при н.у. имеет массу 2,254 г.

Решение.

Так как масса литра хлоралкана невелика, то, очевидно,  это газ, а потому легко определить его молярную массу:

М (CxHyClz) = 2,254 г/л   22,4 л/моль  = 50,5 г/моль

Далее находим массу углерода. 3,68 л СО2 – это фактически полученный объем газа, а для решения задачи необходимо теоретически возможное его значение:

3,68 л  —  80%

х  л – 100%

Vт (СО2)  = 3,68 л   100%  :  80%  =  4,475 л

n т (СО2) =    V : Vm  =  4,475 л  :  22,4 л/моль  =  0,2 моль

n (С)  =  n (СО2)

m (C)  =  12 г/моль  0,2 моль  =2,4 г

Для выяснения количества вещества хлора нам необходимо количество нитрата серебра в его растворе:

m (AgNO3) =  200 г    17%  =  34 г

  n  (AgNO3)  =  34 г : 170 г/моль  =  0,2 моль

Далее схема связывания ионов хлора:

AgNO3  +  Cl  →  AgCl       +  NO3

По  уравнению реакции количества вещества ионов хлора и молекул нитрата серебра равны и составляют 0,2 моль, значит:

ml)  =  M    n   =  35,5 г/моль  0,2 моль  =  7,1 г

Остается найти количество вещества водорода:

m (С + Сl)  =  2,4 г + 7,1 г = 9,5 г  

m (Н) = 10,1 г  —  9,5 г  =  0,6 г

n (Н)   =  m : M  =  0,6 г  :  1 г/моль  =  0,6 моль

Окончательные расчеты:  

С  :  Н  :  Cl  =  0,2  :  0,6  :  0,2  =  1  :  3  :  1  →  CH3Cl

М (CH3Cl)  =  50,5 г/моль  — соответствует предварительному расчету.

Решим самостоятельно!

1. Определите простейшие формулы веществ по следующим данным:

а) медь —  40%, сера — 20%,   кислород  — 40%

б) водород  — 2,44%,  сера —  39%,  кислород —  58,54%

в) магний  — 41,4%, кислород  — 55,2%,   водород  — 3,45%

г) кальций  — 38,7%, фосфор — 20%, кислород  — 41,3%.

2. Относительная плотность углеводорода по азоту = 2, содержание водорода 14,3% по массе. Определите молекулярную формулу вещества.

3. Углеводород содержит 85,7% углерода по массе, и он в 1,57 раза легче углекислого газа. Определите углеводород.

4. При полном сгорании 7,8 г неизвестного жидкого вещества образовалось 26,4 г углекислого газа и 5,4 г паров воды. Плотность паров вещества по воздуху = 2,69. Определите вещество.

5. При сжигании 28 мл газа получено 84 мл углекислого газа и 67,5 мг воды. Плотность  вещества по водороду = 21. Выведите молекулярную формулу сгоревшего вещества.

6. При сгорании 2,3 г  вещества получено 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров вещества по воздуху = 1,59. Определите вещество.

7. Вещество имеет состав: 37,5% С, 50% О, 12,5% Н. Плотность паров его по водороду = 16. Определите вещество.

8. При сгорании 4,8 г органического вещества образовалось 3,36 л углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров вещества по водороду = 16. Определите вещество.

9. При сжигании 0,93 г газа выделилось 0,672 л углекислого газа, 1,35 г воды и азот. Назовите вещество.

10. При сжигании 8,8 г углеводорода образовалось 26,4 г углекислого газа, плотность вещества при н.у. = 1,96 г/л. Определите вещество.

11. Определите вещество, если при сгорании 5,6 л его было получено 16,8 л углекислого газа и 13,5 г воды.

12. При горении 3,2 г вещества выделилось 2,24 л азота и 3,6 г воды. Плотность паров сгоревшего вещества по водороду = 16.  Определите вещество.

13. При полном сгорании 0,68 г неизвестного вещества получено 1,28 г диоксида серы и 0,36 г воды. Определите вещество.

Еще больше задач самых разных типов — в книге «Учимся решать задачи по химии», ее можно заказать у автора.

Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста:

Обновлено: 07.03.2019 — 18:23

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *