Решение задач на вывод химических формул

С задачами на вывод химической формулы вещества учащиеся встречаются при прохождении программы химии с 8 по 11 классы. К тому же, данный тип задач довольно часто встречается в олимпиадных заданиях, контрольно – измерительных материалах ЕГЭ (части В и С). Диапазон сложности данных задач достаточно широк. Как показывает опыт, у школьников часто возникают затруднения уже на первых этапах решения при выводе молярной массы вещества.

В данной разработке предлагаются задачи на нахождение формулы вещества, исходя из разных параметров в условиях. В представленных задачах приведены различные способы нахождения молярной массы вещества. Задачи составлены таким образом, чтобы учащиеся могли освоить оптимальные методы и различные варианты решения. Наглядно демонстрируются наиболее общие приёмы решений. Для учащихся предлагаются решённые задачи по принципу нарастания сложности и задачи для самостоятельного решения.

Таблица 1

Вывод химической формулы вещества:	Вычисление молярной массы вещества	Задачи для самостоятельного решения
- на основании массовых долей (%) атомов элементов	M , где n - число атомов	Определить химическую формулу соединения, имеющего состав: натрий – 27,06%; азот – 16,47 %; кислород – 57,47%. Ответ: NaNO3
- на основании массовых долей (%) атомов элементов и относительной плотности соединения	М (CхНу) = D(Н2) · М (Н2)	Относительная плотность паров органического кислородсодержащего соединения по кислороду равна 3, 125. Массовая доля углерода равна 72%, водорода – 12 %. Выведите молекулярную формулу этого соединения. Ответ:C6H12О
- по относительной плотности вещества и общей формуле класса	М (CхНу) = D(Н2) ·М (Н2)	Относительная плотность паров предельного альдегида по кислороду равна 1,8125. Выведите молекулярную формулу альдегида. Ответ: C3Н6О
- на основании массовых долей (%) атомов элементов и плотности в газообразном состоянии	М находится по М (в-ва) = Vm·ρ	Углеводород содержит 81,82 % углерода. Масса 1 л. этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу углеводорода. Ответ: C3Н8
- по массе или объёму исходного вещества и продуктам горения	М (CхНу) = D(Н2) · М (Н2)	Относительная плотность паров кислородсодержащего органического соединения по гелию равна 25,5. При сжигании 15,3 г. этого вещества образовалось 20,16 л. СО2 и 18,9 г. Н2О. Выведите молекулярную формулу этого вещества.Ответ: C6H14О

1)  Определите молекулярную формулу предельного углеводорода, если:

а) относительная плотность по водороду равна 43;

б) относительная плотность по кислороду равна 4,44.

Дано: Решение:

D _(CxHу) Н₂ = 43 1. Найдём молекулярную массу

С_nH_2n+2 М CxHу = D_(CxHу)Н₂ Мr(Н₂)

X -: У-? (n)

2. Найдём количество атомов, составив уравнение

С_nH_2n+2 = 86 (Вместо С и Н подставим числовые значения их относительных атомных масс и придём к математическому уравнению)

12n + 2n + 2 = 86; 14n = 86 – 2; 14n = 84; n = 6 => C₆H₁₄

2) Вывести химическую формулу алкена, если его плотность равна 3,125 г/л.

3) Вывести химическую формулу алкина, если 1 литр его весит 3,04г.

4) Вывести химическую формулу альдегида, если его относительная плотность по воздуху равна 2.

5) Вывести химическую формулу карбоновой одноосновной кислоты, если плотность паров равна 3,93 г/л.

6) Вывести химическую формулу однозамещённого хлорпроизводного предельного углеводорода, если его относительная плотность по воздуху равна 2,224.

8-7. Какой газообразный алкан имеет при нормальных условиях плотность 1,339 г/л?

8-8. Алкан имеет плотность паров по воздуху 4,414. Определить формулу алкана.

8-9. Молекула алкана содержит 26 электронов. Установите его формулу.

8-24. При бромировании углеводорода было получено бромпроизводное, имеющее относительную плотность по кислороду, равную 5,094. Определите возможное строение углеводорода, предложите способ его получения из неорганических реагентов.

8-26. Приведите структурные формулы циклоалканов, в молекулах которых находится по 40 электронов.

8-27. Алкен имеет молекулярную массу – 84. Определите его молекулярную формулу.

8-28. В молекуле циклоалкена число атомов углерода и водорода различается на 4. Приведите структурные формулы этого соединения и его изомера, не относящегося к циклическим угле­водородам.

8-29. Установите молекулярную формулу алкена и продукта взаимодействия его с 1 моль бромоводорода, если это монобромпроизводное имеет относительную плотность по воздуху 4,24. Укажите название одного изомера исходного алкена.

15-43. Относительная плотность паров хлоралкана по алкену, из которого он получен, равна 1,87. Установите строение алкена.

15-2. Молекулярная масса алкина – 96. Что это за алкин?

15-1. Определить формулу ароматического углеводорода с относительной молекулярной массой 92.

15-7. Приведите структурную формулу ароматического угле­водорода, имеющего в молекуле 50 электронов

1.18 (3) Относительная плотность паров алкана по водороду рав­на 57. Выведите молекулярную формулу алкана.

1.19 (3) Относительная плотность паров алкана по азоту равна 5,07. Выведите молекулярную формулу алкана.

2.7 (3) Относительная плотность паров циклоалкана по кислороду равна 3,5. Выведите молекулярную формулу циклоалкана.

2.8 (3) Плотность циклоалкана при нормальных условиях равна 1,875 г/л. Выведите молекулярную формулу циклоалкана.

2.13 (3) Углеводород имеет относительную плотность по азоту 2,5. Он не обесцвечивает бромную воду. Предположите воз­можную структуру углеводорода. Дайте название.

2.14 (3) Углеводород имеет относительную плотность по углекис­лому газу 1,9. Он не обесцвечивает холодный раствор перманганата калия. Предположите возможную структуру уг­леводорода. Дайте название.

3.12 (3) Относительная плотность паров алкена по водороду рав­на 42. Выведите молекулярную формулу алкена.

3.13 (3) Плотность алкена при н. у. равна 2,5 г/л. Выведите моле­кулярную формулу алкена.

4.11 (3) 2 л алкадиена при н.у. имеет массу, равную 4,82 г. Выве­дите молекулярную формулу алкадиена.

4.12 (3) Относительная плотность паров алкадиена по кислороду равна 3. Выведите молекулярную формулу алкадиена.

4.13 (3) Относительная плотность углеводорода по воздуху равна 2,345. Массовая доля углерода в нем равна 88,24%. Вы­ведите молекулярную формулу углеводорода.

5.13 (3) 1 г алкина при н. у. занимает объем 0,86 л. Выведите молекулярную формулу алкина.

5.14 (3) Относительная плотность паров алкина по воздуху равна 2,83. Выведите молекулярную формулу алкина.

6.15 (3) Относительная плотность по гелию паров углеводорода ряда бензола равна 23. Выведите его молекулярную фор­мулу.

6.16 (3) Пары арена имеют относительную плотность по воздуху 4,14. Выведите его молекулярную формулу.

7.17 (3) Относительная плотность паров предельного одноатом­ного спирта по водороду равна 37. Выведите молекуляр­ную формулу спирта.

7.18 (3) Относительная плотность паров предельного простого эфира по гелию равна 15. Выведите молекулярную фор­мулу эфира.

8.8 (3) Относительная плотность паров предельного двухатом­ного спирта по кислороду равна 3,25. Выведите молеку­лярную формулу спирта.

8.9 (3) Относительная плотность паров предельного трехатом­ного спирта по метану равна 5,75. Выведите молекуляр­ную формулу спирта.

10.13 (3) Относительная плотность паров предельного альдегида по кислороду равна 1,8125. Выведите молекулярную фор­мулу альдегида.

10.14 (3) Относительная плотность паров предельного альдегида по неону равна 5. Выведите молекулярную формулу аль­дегида.

10.15 (3) Относительная плотность паров органического соедине­ния по водороду равна 36. Массовая доля углерода в этом веществе равна 66,67%, массовая доля водорода равна 11,11%, а остальное приходится на кислород. Выведите молекулярную формулу органического соединения и предложите структуру, если известно, что это вещество: а) не дает реакции «серебряного зеркала»; б) дает реак­цию «серебряного зеркала».

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

13.12 (3) Относительная плотность паров предельного амина по кислороду равна 1,844. Выведите молекулярную форму­лу амина.

13.13 (3) Относительная плотность паров ароматического амина по метану равна 6,75. Выведите его молекулярную фор­мулу.

7) Углеводород (относительная плотность по водороду равна 39) содержит 92,31 % углерода и 7,69% водорода. Найдите его молекулярную формулу.

Дано: Решение:

W% (С) = 92, 31 1. Найдём молекулярную массу.

W% (Н) = 7, 69 Мr (CxHу) = 39 2 = 78

D _(CxHу)Н₂ = 39 2. Найдём количество атомов, т.е. отношение.

х: у =? γ = т/Аr; х: у = ; => СН

3. Убедимся, истинная это формула или простейшая. Для этого найдём молекулярную массу (СН); Мr(СН) = 12 + 1 = 13, а у нас 78 => нашли простейшую формулу. Чтобы вывести истинную формулу вещества нужно узнать сколько раз 13 уложится в 78,. именно на столько нужно будет увеличить количество атомов в простейшей формуле.

78: 13 = 6 => С₆Н₆

Mr (С₆Н₆) = 12 6 + 6 = 78

Или: m(С)= ; m(Н) = 78 - 72 = 6; х: у = = 6: 6 =>С₆Н₆

8) Массовая доля кислорода в одноосновной аминокислоте равна 42,67%. Установите молекулярную формулу кислоты.

Дано: w (О) = 42,67% Вывести формулу соединения CnН2n (N Н2) CОOH

Решение: Рассчитать молярную массу кислоты CnН2n (N Н2) CОOH w (О) = M кислоты = 75 (г/моль) Найти число атомов углерода в молекуле кислоты и установить её формулу М = 12 n + 2 n + 16 + 45 = 75 14 n = 14, n = 1 Ответ: формула кислоты NН2CН2CОOH М (NН2CН2 CОOH) = 75 г/моль

Задача № 9. Относительная плотность углеводорода по водороду, имеющего состав: w(С) = 85,7 %; w (Н) = 14,3 %, равна 21. Выведите молекулярную формулу углеводорода.

Дано: w (С) = 85,7 % w (Н) = 14,3 % D Н2 (CхНу) = 21	Решение: Находим относительную молярную массу углеводорода, исходя из величины его относительной плотности: М (CхНу) = D (Н2) · М (Н2) М (CхНу) = 21 · 2 = 42 m(С) = 42г. /100% · 85, 7 % = 36 г. m (Н) = 42г. /100% · 14,3 % = 6 г. Находим количество вещества атомов углерода и водорода n (С) = 36г:12 г/моль = 3 моль n (Н) = 6г.: 1 г/моль = 6 моль Ответ: истинная формула вещества C3Н6.
Вывести формулу соединения CхНу-?

Задача № 10 Определите молекулярную формулу алкана, если известно, что его пары в 2,5 раза тяжелее аргона.