Решение задачи по химии: Определение формулы вещества

Решение задач по химии (Вариант 1). Задание 1. Дано: \( m(вещ-ва) = 9,675 \) г \( V(CO_2) = 6,72 \) л \( m(H_2O) = 5,4 \) г \( m(HCl) = 5,475 \) г \( \rho = 2,879 \) г/л Решение: 1) Находим молярную массу вещества через плотность: \( M = \rho \cdot V_m = 2,879 \cdot 22,4 \approx 64,5 \) г/моль. 2) Находим количество вещества элементов: \( n(C) = n(CO_2) = \frac{6,72}{22,4} = 0,3 \) моль. \( m(C) = 0,3 \cdot 12 = 3,6 \) г. \( n(H) \) из воды: \( n(H) = 2 \cdot \frac{5,4}{18} = 0,6 \) моль. \( n(Cl) = n(HCl) = \frac{5,475}{36,5} = 0,15 \) моль. \( m(Cl) = 0,15 \cdot 35,5 = 5,325 \) г. \( n(H) \) из HCl: \( 0,15 \) моль. Итого \( n(H) = 0,6 + 0,15 = 0,75 \) моль. \( m(H) = 0,75 \) г. 3) Проверим наличие кислорода: \( m(O) = 9,675 - (3,6 + 0,75 + 5,325) = 0 \). Кислорода нет. 4) Соотношение атомов \( C : H : Cl \): \( 0,3 : 0,75 : 0,15 \) (делим на 0,15) \( 2 : 5 : 1 \). Молекулярная формула: \( C_2H_5Cl \) (хлорэтан). \( M = 64,5 \) г/моль — совпадает. 5) Уравнение реакции со спиртовым раствором щелочи (дегидрогалогенирование): \[ CH_3-CH_2Cl + NaOH(спирт.) \rightarrow CH_2=CH_2 + NaCl + H_2O \] Продукт (этилен) обесцвечивает бромную воду. Задание 2. Дано: \( m(вещ-ва) = 6,9 \) г \( m(CO_2) = 13,2 \) г \( m(H_2O) = 8,1 \) г \( D_{N_2} = 1,643 \) Решение: 1) \( M = 1,643 \cdot 28 \approx 46 \) г/моль. 2) \( n(C) = \frac{13,2}{44} = 0,3 \) моль. \( m(C) = 3,6 \) г. 3) \( n(H) = 2 \cdot \frac{8,1}{18} = 0,9 \) моль. \( m(H) = 0,9 \) г. 4) \( m(O) = 6,9 - (3,6 + 0,9) = 2,4 \) г. \( n(O) = \frac{2,4}{16} = 0,15 \) моль. 5) Соотношение \( C : H : O \): \( 0,3 : 0,9 : 0,15 \) (делим на 0,15) \( 2 : 6 : 1 \). Молекулярная формула: \( C_2H_6O \). Так как реагирует с натрием с выделением водорода, это спирт — этанол \( C_2H_5OH \). Уравнение реакции: \[ 2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2 \uparrow \] Задание 3. Дано: \( w(C) = 62,06\% \), \( w(H) = 10,32\% \), \( w(O) = 27,58\% \) \( D_{возд} = 2 \) Решение: 1) \( M = 2 \cdot 29 = 58 \) г/моль. 2) Находим число атомов: \( N(C) = \frac{58 \cdot 0,6206}{12} \approx 3 \) \( N(H) = \frac{58 \cdot 0,1032}{1} \approx 6 \) \( N(O) = \frac{58 \cdot 0,2758}{16} \approx 1 \) Молекулярная формула: \( C_3H_6O \). Так как дает осадок кирпично-красного цвета с \( Cu(OH)_2 \), это альдегид — пропаналь. Уравнение реакции: \[ CH_3CH_2CHO + 2Cu(OH)_2 + NaOH \xrightarrow{t} CH_3CH_2COONa + Cu_2O \downarrow + 3H_2O \] (Или упрощенно: \( CH_3CH_2CHO + 2Cu(OH)_2 \rightarrow CH_3CH_2COOH + Cu_2O + 2H_2O \)) Задание 4. Дано: \( m(алкена) = 0,5 \) г \( V(H_2) = 200 \) мл = \( 0,2 \) л Решение: 1) Алкены реагируют с водородом 1:1. \( n(H_2) = \frac{0,2}{22,4} \approx 0,00893 \) моль. 2) \( M(алкена) = \frac{m}{n} = \frac{0,5}{0,00893} \approx 56 \) г/моль. 3) Общая формула алкенов \( C_nH_{2n} \): \( 12n + 2n = 56 \) \( 14n = 56 \) \( n = 4 \). Формула: \( C_4H_8 \) (бутен).