1) Чтобы перейти от массовых долей углерода, водорода и кислорода к их индексам в молекулярной формуле, запишем массовые доли в виде соотношений и разделим массовые доли на атомные массы соответствующих элементов (для С - на 12, для H - на 1, для O - на 16). Таким образом мы от соотношения масс перейдем к соотношениям количеств вещества, то есть к простейшей формуле:
80% 20% n(C) : n(H) = : = 6,67 : 20 12 1
Для перехода к целым числам, разделим на мЕньшее из получившихся чисел (в данном случае, на 6,67) и округляем до целых:
6,67 20 n(C) : n(H) = : = 1 : 3 6,67 6,67
Простейшая формула C₁H₃ или CH₃. Молекулярная масса M(CH₃) = 15
Фактическую молекулярную массу найдем из относительной плотности по водороду: M = 2*D(H₂) = 2*15 = 30
Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в формуле индексы должны быть в два раза больше: C₂H₆
ответ: C₂H₆ (Можно предположить, что это этан)
2) По этому же алгоритму находим простейшую формулу:
Простейшая формула С₁H₄O₁ или СH₄O Молекулярная масса М(СH₄O) = 32
По плотности по водороду узнаем фактическую молекулярную массу: М = 2*D(H₂) = 2*16 = 32. Как видно, фактическая молекулярная масса совпадает с молекулярной массой, вычисленной, исходя из простейшей формулы . Значит, простейшая формула совпадает с молекулярной. ответ: СH₄O (Можно предположить, что это метиловый спирт, метанол CH₃-OH)
Примечание. В задании нужно только дать формулы, но не названия веществ. Дело в том, что делать выводы о строении и классе вещества на основании одной лишь молекулярной формулы опасно. Тем не менее, к каждому ответу в скобках курсивом дан пример вещества, отвечающего найденной формуле - если вдруг учитель попросит привести возможный пример вещества, соответствующего формуле
Над уравнением реакции напишите рассчитанные количества вещества. Под уравнением - количества вещества согласно стехиометрическим коэффициентам.
0,25 моль 0,6 моль
CaO + 2HNO3 = Сa(NO3)2 + H2O
1 моль 2 моль
4.
Определите вещество, взятое в недостатке, сравнив отношения взятых количеств веществ к стехиометрическим коэффициентам.
0,25/1<0,6/2 . Следовательно, в недостатке взята азотная кислота. По ней и будем определять массу продукта.
5.
Под формулой нитрата кальция (Ca(NO3)2) в уравнении проставьте: а) количество вещества, согласно стехиометрического коэффициента; б) произведение молярной массы на количество вещества. Над формулой (Са (NO3)2) - х г.
0,25 моль 0,6 моль х г
CaO + 2HNO3 = Сa(NO3)2 + H2O
1 моль 2 моль 1 моль
1×164 г
6.
Составьте пропорцию
0,25/1=х/164
7.
Определите х
х = 41 г
8.
Запишите ответ.
ответ: масса соли (Ca(NO3)2) составит 41 г.
Вторая на выход, уравнение реакции: C2H2+H2O=CH3CHO Решается так: Алгоритм 19. Определение выхода продукта реакции в % от теоретически возможного
Задание: Вычислить выход нитрата аммония (NH4NO3) в % от теоретически возможного, если при пропускании 85 г аммиака (NH3) в раствор азотной кислоты (HNO3), было получено 380 г удобрения.
№ п/п
Последовательность действий
Выполнение действий
1.
Записать уравнение химической реакции и расставить коэффициенты
NH3 + HNO3 = NH4NO3
2.
Данные из условия задачи записать над уравнением реакции.
m=85 г mпр. =380 г
NH3 + HNO3 = NH4NO3
3.
Под формулами веществ написать количество вещества согласно коэффициентам; произведение количества вещества на молярную массу вещества
m=85 г m=380 г
NH3 + HNO3 = NH4NO3
1моль 1 моль
1×17 г 1×80 г
4.
Практически полученная масса нитрата аммония известна (380 г). С целью определения теоретической массы нитрата аммония составить пропорцию
85/17=х/380
5.
Решить уравнение, определить х.
х=400 г теоретическая масса нитрата аммония
6.
Определить выход продукта реакции (%), отнеся практическую массу к теоретической и умножить на 100%
Чтобы перейти от массовых долей углерода, водорода и кислорода к их индексам в молекулярной формуле, запишем массовые доли в виде соотношений и разделим массовые доли на атомные массы соответствующих элементов (для С - на 12, для H - на 1, для O - на 16). Таким образом мы от соотношения масс перейдем к соотношениям количеств вещества, то есть к простейшей формуле:
80% 20%
n(C) : n(H) = : = 6,67 : 20
12 1
Для перехода к целым числам, разделим на мЕньшее из получившихся чисел (в данном случае, на 6,67) и округляем до целых:
6,67 20
n(C) : n(H) = : = 1 : 3
6,67 6,67
Простейшая формула C₁H₃ или CH₃.
Молекулярная масса M(CH₃) = 15
Фактическую молекулярную массу найдем из относительной плотности по водороду:
M = 2*D(H₂) = 2*15 = 30
Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в формуле индексы должны быть в два раза больше: C₂H₆
ответ: C₂H₆
(Можно предположить, что это этан)
2)
По этому же алгоритму находим простейшую формулу:
54,84% 9% 36,36%
n(C) : n(H) : n(O) = : : = 4,57 : 9 : 2,2725 =
12 1 16
4,57 9 2,2725
= : : = 2 : 4 : 1
2,2725 2,2725 2,2725
Простейшая формула С₂H₄O₁ или С₂H₄O.
Молекулярная масса М(С₂H₄O) = 44.
По плотности по водороду узнаем фактическую молекулярную массу:
М = 2*D(H₂) = 2*44 = 88.
Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в истинной формуле индексы должны быть в два раза больше: С₄H₈O₂
ответ: С₄H₈O₂
(Можно предположить, что это этиловый эфир уксусной кислоты CH₃-COO-C₂H₅)
3)
37.5% 12.5% 50%
n(C) : n(H) : n(O) = : : = 3.125 : 12.5 : 3.125 =
12 1 16
= 1 : 4 : 1
Простейшая формула С₁H₄O₁ или СH₄O
Молекулярная масса М(СH₄O) = 32
По плотности по водороду узнаем фактическую молекулярную массу:
М = 2*D(H₂) = 2*16 = 32.
Как видно, фактическая молекулярная масса совпадает с молекулярной массой, вычисленной, исходя из простейшей формулы . Значит, простейшая формула совпадает с молекулярной.
ответ: СH₄O
(Можно предположить, что это метиловый спирт, метанол CH₃-OH)
Примечание. В задании нужно только дать формулы, но не названия веществ. Дело в том, что делать выводы о строении и классе вещества на основании одной лишь молекулярной формулы опасно. Тем не менее, к каждому ответу в скобках курсивом дан пример вещества, отвечающего найденной формуле - если вдруг учитель попросит привести возможный пример вещества, соответствующего формуле