Задания с5 химия с решением. С5 егэ химия фипи

Химия, часть С. Задача С5. Определение формул органических веществ.

Задачи на определение формулы органического вещества бывают нескольких видов. Обычно решение этих задач не представляет особых сложностей, однако часто выпускники теряют баллы на этой задаче. Причин бывает несколько:

    Некорректное оформление;

    Решение не математическим путем, а методом перебора;

    Неверно составленная общая формула вещества;

    Ошибки в уравнении реакции с участием вещества, записанного в общем виде.

Типы задач в задании С5.

    Определение формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества;

    Определение формулы вещества по продуктам сгорания;

    Определение формулы вещества по химическим свойствам.

Необходимые теоретические сведения.

    Массовая доля элемента в веществе.
    Массовая доля элемента - это его содержание в веществе в процентах по массе.
    Например, в веществе состава С     2 Н 4 содержится 2 атома углерода и 4 атома водорода. Если взять 1 молекулу такого вещества, то его молекулярная масса будет равна:
    Мr(С 2 Н 4 ) = 2 12 + 4 1 = 28 а.е.м. и там содержится 2 12 а.е.м. углерода.

Чтобы найти массовую долю углерода в этом веществе, надо его массу разделить на массу всего вещества:
ω(C) = 12 2 / 28 = 0,857 или 85,7%.
Если вещество имеет общую формулу С х Н у О z , то массовые доли каждого их атомов так же равны отношению их массы к массе всего вещества. Масса х атомов С равна - 12х, масса у атомов Н - у, масса z атомов кислорода - 16z.
Тогда
ω(C) = 12 х / (12х + у + 16z)

Если записать эту формулу в общем виде, то получится следующее выражение:

Массовая доля атома Э в веществе =

Атомная масса атома Э

число атомов Э в

молекуле

А r (Э) z

M r (вещ.)

Молекулярная масса вещества

    Молекулярная и простейшая формула вещества.

Молекулярная (истинная) формула - формула, в которой отражается реальное число атомов каждого вида, входящих в молекулу вещества.
Например, С 6 Н 6 - истинная формула бензола.
Простейшая (эмпирическая) формула - показывает соотношение атомов в веществе.
Например, для бензола соотношение С:Н = 1:1, т.е. простейшая формула бензола - СН.
Молекулярная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей.

Примеры.

Вещество

Молекулярная формула

Соотношение атомов

Простейшая формула

Этанол

С 2 Н 6 О

С:Н:О = 2:6:1

С 2 Н 6 О

Бутен

С 4 Н 8

С:Н = 1:2

СН 2

Уксусная кислота

С 2 Н 4 О 2

С:Н:О = 1:2:1

СН 2 О

Если в задаче даны только массовые доли элементов, то в процессе решения задачи можно вычислить только простейшую формулу вещества. Для получения истинной формулы в задаче обычно даются дополнительные данные - молярная масса, относительная или абсолютная плотность вещества или другие данные, с помощью которых можно определить молярную массу вещества.

    Относительная плотность газа Х по газу У - D поУ (Х).
    Относительная плотность D - это величина, которая показывает, во сколько раз газ Х тяжелее газа У. Её рассчитывают как отношение молярных масс газов Х и У:
    D поУ (Х) = М(Х) / М(У)
    Часто для расчетов используют     относительные плотности газов по водороду и по воздуху .
    Относительная плотность газа Х по водороду:
    D по H 2 = M (газа Х) / M (H 2 ) = M (газа Х) / 2
    Воздух - это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу. Её величина принята за 29 г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
    Поэтому:
    D по возд. = М (газа Х) / 29

    Абсолютная плотность газа при нормальных условиях.

Абсолютная плотность газа - это масса 1 л газа при нормальных условиях. Обычно для газов её измеряют в г/л.
ρ = m (газа) / V (газа)
Если взять 1 моль газа, то тогда:
ρ = М / V m ,
а молярную массу газа можно найти, умножая плотность на молярный объём.

    Общие формулы веществ разных классов.
    Часто для решения задач с химическими реакциями удобно пользоваться не обычной общей формулой, а формулой, в которой выделена отдельно кратная связь или функциональная группа.

Класс органических веществ

Общая молекулярная формула

Формула с выделенной кратной связью и функциональной группой

Алканы

C n H 2n+2

Алкены

C n H 2n

C n H 2n+1 –CH=CH 2

Алкины

C n H 2n−2

C n H 2n+1 –C≡CH

Диены

C n H 2n−2

Гомологи бензола

C n H 2n−6

С 6 Н 5 –С n H 2n+1

Предельные одноатомные спирты

C n H 2n+2 O

C n H 2n+1 –OH

Многоатомные спирты

C n H 2n+2 O x

C n H 2n+2−x (OH) x

Предельные альдегиды

C n H 2n O

C n H 2n+1 –

C–

Кетоны

C n H 2n O

C n H 2n+1 –

C–

O–C m H 2m+1

Фенолы

C n H 2n−6 O

С 6 Н 5 (С n H 2n )–OH

Предельные карбоновые кислоты

C n H 2n O 2

C n H 2n+1 –

C–

Сложные эфиры

C n H 2n O 2

C n H 2n+1 –

C–

O–C m H 2m+1

Амины

C n H 2n+3 N

С n H 2n+1 NH 2

Аминокислоты (предельные одноосновные)

C n H 2n+1 NO 2

NH 2 –

CH–

C–

n H

2n+1

Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его состав.

Решение таких задач состоит из двух частей:

    сначала находят мольное соотношение атомов в веществе - оно соответствует его простейшей формуле. Например, для вещества состава А х В у соотношение количеств веществ А и В соответствует соотношению числа их атомов в молекуле:
    х: у = n(A) : n(B);

    затем, используя молярную массу вещества, определяют его истинную формулу.

    Пример 1.
    Определить формулу вещества, если оно содержит 84,21% С и 15,79% Н и имеет относительную плотность по воздуху, равную 3,93.

Решение примера 1.

    Пусть масса вещества равна 100 г. Тогда масса С будет равна 84,21 г, а масса Н - 15,79 г.

    Найдём количество вещества каждого атома:
    ν(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 моль,
    ν(H) = 15,79 / 1 = 15,79 моль.

    Определяем мольное соотношение атомов С и Н:
    С: Н = 7,0175: 15,79 (сократим оба числа на меньшее) = 1: 2,25 (домножим на 4) = 4: 9.
    Таким образом, простейшая формула - С     4 Н 9 .

    По относительной плотности рассчитаем молярную массу:
    М = D (возд.) 29 = 114 г/моль.
    Молярная масса, соответствующая простейшей формуле С     4 Н 9 - 57 г/моль, это в 2 раза меньше истинно молярной массы.
    Значит, истинная формула - С     8 Н 18 .

Есть гораздо более простой метод решения такой задачи, но, к сожалению, за него не поставят полный балл . Зато он подойдёт для проверки истинной формулы, т.е. с его помощью вы можете проверить своё решение.

Метод 2: Находим истинную молярную массу (114 г/моль), а затем находим массы атомов углерода и водорода в этом веществе по их массовым долям.
m(C) = 114 0,8421 = 96; т.е. число атомов С 96/12 = 8 m(H) = 114 0,1579 = 18; т.е число атомов Н 18/1 = 18.
Формула вещества - С 8 Н 18 .

Ответ: С 8 Н 18 .

    Пример 2.
    Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.

Решение примера 2.

Общая формула алкина С n H 2n−2
Как, имея плотность газообразного алкина, найти его молярную массу? Плотность ρ - это масса 1 литра газа при нормальных условиях.
Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят 22,4 л такого газа:
M = (плотность ρ) (молярный объём V m ) = 2,41 г/л 22,4 л/моль = 54 г/моль.
Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и n:

14 n − 2 = 54, n = 4.
Значит, алкин имеет формулу С 4 Н 6 .

Ответ: С 4 Н 6 .

    Пример 3.
    Определить формулу предельного альдегида, если известно, что 3 10     22 молекул этого альдегида весят 4,3 г.

Решение примера 3.

В этой задаче дано число молекул и соответствующая масса. Исходя из этих данных, нам необходимо вновь найти величину молярной массы вещества.
Для этого нужно вспомнить, какое число молекул содержится в 1 моль вещества.
Это число Авогадро: N a = 6,02 10 23 (молекул).
Значит, можно найти количество вещества альдегида:
ν = N / Na = 3 10 22 / 6,02 10 23 = 0,05 моль ,
и молярную массу:
М = m / n = 4,3 / 0,05 = 86 г/моль .
Далее, как в предыдущем примере, составляем уравнение и находим n.
Общая формула предельного альдегида С n H 2n O, то есть М = 14n + 16 = 86, n = 5 .

Ответ: С 5 Н 10 О, пентаналь.

    Пример 4.
    Определить формулу дихлоралкана, содержащего 31,86 % углерода.

Решение примера 4.

Общая формула дихлоралкана: С n H 2n Cl 2 , там 2 атома хлора и n атомов углерода.
Тогда массовая доля углерода равна:
ω(C) = (число атомов C в молекуле) (атомная масса C) / (молекулярная масса дихлоралкана) 0,3186 = n 12 / (14n + 71)
n = 3, вещество - дихлорпропан.

Ответ: С 3 Н 6 Cl 2 , дихлорпропан.

Определение формул веществ по продуктам сгорания.

В задачах на сгорание количества веществ элементов, входящих в исследуемое вещество, определяют по объёмам и массам продуктов сгорания - углекислого газа, воды, азота и других. Остальное решение - такое же, как и в первом типе задач.

    Пример 5.
    448 мл (н. у.) газообразного предельного нециклического углеводорода сожгли, и продукты реакции пропустили через избыток известковой воды, при этом образовалось 8 г осадка. Какой углеводород был взят?

Решение примера 5.

    Общая формула газообразного предельного нециклического углеводорода (алкана) - C n H 2n+2
    Тогда схема реакции сгорания выглядит так:

    C n H 2n+2 + О 2 → CO 2 + H 2 O Нетрудно заметить, что при сгорании 1 моль алкана выделится n моль углекислого газа.

    Количество вещества алкана находим по его объёму (не забудьте перевести миллилитры в литры!):

    ν(C n H 2n+2 ) = 0,488 / 22,4 = 0,02 моль.

    При пропускании углекислого газа через известковую воду Са(ОН) 2 выпадает осадок карбоната кальция:

    СО 2 + Са(ОН) 2 = СаСО 3 + Н 2 О

    Масса осадка карбоната кальция - 8 г, молярная масса карбоната кальция 100 г/моль.

    Значит, его количество вещества
    ν(СаСО 3 ) = 8 / 100 = 0,08 моль.
    Количество вещества углекислого газа тоже 0,08 моль.

    Количество углекислого газа в 4 раза больше чем алкана, значит формула алкана С 4 Н 10 .

Ответ: С 4 Н 10 .

    Пример 6.
    Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна 2. При сжигании 9,8 г этого соединения образуется 15,68 л углекислого газа (н. у) и 12,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.

Решение примера 6.

Так как вещество при сгорании превращается в углекислый газ и воду, значит, оно состоит из атомов С, Н и, возможно, О. Поэтому его общую формулу можно записать как С х Н у О z .

    Схему реакции сгорания мы можем записать (без расстановки коэффициентов):

    С х Н у О z + О 2 → CO 2 + H 2 O

    Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород - в воду.

    2 и H 2 O, и определяем, сколько моль атомов С и Н в них содержится:
    ν(CO 2 ) = V / V m = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль.
    На одну молекулу CO     2 приходится один атом С, значит, углерода столько же моль, сколько CO 2 .

ν(C) = 0,7 моль
ν(Н 2 О) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль.

В одной молекуле воды содержатся два атома Н, значит количество водорода в два раза больше , чем воды.
ν(H) = 0,7 2 = 1,4 моль.

    Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы С и Н.
    m(C) = 0,7 12 = 8,4 г, m(H) = 1,4 1 = 1,4 г
    Масса всего вещества 9,8 г.
    m(O) = 9,8 − 8,4 − 1,4 = 0 , т.е.в данном веществе нет атомов кислорода.
    Если бы кислород в данном веществе присутствовал, то по его массе можно было бы найти количество вещества и рассчитывать простейшую формулу, исходя из наличия трёх разных атомов.

    Дальнейшие действия вам уже знакомы: поиск простейшей и истинной формул.
    С: Н = 0,7: 1,4 = 1: 2
    Простейшая формула СН     2 .

    Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забудьте, что азот состоит из двухатомных молекул N 2 и его молярная масса 28 г/моль):
    M ист. = D по N 2 M (N 2 ) = 2 28 = 56 г/моль.
    Истиная формула СН     2 , её молярная масса 14.
    56 / 14 = 4.
    Истинная формула С     4 Н 8 .

Ответ: С 4 Н 8 .

    Пример 7.
    Определите молекулярную формулу вещества, при сгорании 9 г которого образовалось 17,6 г CO     2 , 12,6 г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по водороду - 22,5. Определить молекулярную формулу вещества.

Решение примера 7.

    Вещество содержит атомы С,Н и N. Так как масса азота в продуктах сгорания не дана, её надо будет рассчитывать, исходя из массы всего органического вещества.
    Схема реакции горения:
    С х Н у N z + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2

    Находим количества веществ CO 2 и H 2 O, и определяем, сколько моль атомов С и Н в них содержится:

ν(CO 2 ) = m / M = 17,6 / 44 = 0,4 моль.
ν(C) = 0,4 моль.
ν(Н 2 О) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль.
ν(H) = 0,7 2 = 1,4 моль.

    Находим массу азота в исходном веществе.
    Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы С и Н.

m(C) = 0,4 12 = 4,8 г,
m(H) = 1,4 1 = 1,4 г

Масса всего вещества 9,8 г.

m(N) = 9 − 4,8 − 1,4 = 2,8 г,
ν(N) = m /M = 2,8 / 14 = 0,2 моль.

    C: H: N = 0,4: 1,4: 0,2 = 2: 7: 1
    Простейшая формула - С     2 Н 7 N.
    Истинная молярная масса
    М = D по Н 2 М(Н 2 ) = 22,5 2 = 45 г/моль.
    Она совпадает с молярной массой, рассчитанной для простейшей формулы. То есть это и есть истинная формула вещества.

Ответ: С 2 Н 7 N.

    Пример 8.
    Вещества содержит С, Н, О и S. При сгорании 11 г его выделилось 8,8 г CO     2 , 5,4 г Н 2 О, а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна 23,3 г. Определить формулу вещества.

Решение примера 8.

Формулу заданного вещества можно представить как C x H y S z O k . При его сжигании получается углекислый газ, вода и сернистый газ, который затем превращают в сульфат бария. Соответственно, вся сера из исходного вещества превращена в сульфат бария.

    Находим количества веществ углекислого газа, воды и сульфата бария и соответствующих химических элементов из исследуемого вещества:

ν(CO 2 ) = m/M = 8,8/44 = 0,2 моль.
ν(C) = 0,2 моль.
ν(Н 2 О) = m / M = 5,4 / 18 = 0,3 моль.
ν(H) = 0,6 моль.
ν(BaSO 4 ) = 23,3 / 233 = 0,1 моль.
ν(S) = 0,1 моль.

    Рассчитываем предполагаемую массу кислорода в исходном веществе:

m(C) = 0,2 12 = 2,4 г
m(H) = 0,6 1 = 0,6 г
m(S) = 0,1 32 = 3,2 г
m(O) = m вещества − m(C) − m(H) − m(S) = 11 − 2,4 − 0,6 − 3,2 = 4,8 г,
ν(O) = m / M = 4,8 / 16 = 0,3 моль

    Находим мольное соотношение элементов в веществе:
    C: H: S: O = 0,2: 0,6: 0,1: 0,3 = 2: 6: 1: 3
    Формула вещества C     2 H 6 SO 3 .
    Надо отметить, что таким образом мы получили только простейшую формулу.
    Однако, полученная формула является истинной, поскольку при попытке удвоения этой формулы (С     4 Н 12 S 2 O 6 ) получается, что на 4 атома углерода, помимо серы и кислорода, приходится 12 атомов Н, а это невозможно.

Ответ: C 2 H 6 SO 3 .

Определение формул веществ по химическим свойствам.

    Пример 9.
    Определить формулу алкадиена, если г его могут обесцветить 80 г 2%-го раствора брома.

Решение примера 9.

    Общая формула алкадиенов - С n H 2n−2 .
    Запишем уравнение реакции присоединения брома к алкадиену, не забывая, что в молекуле диена     две двойные связи и, соответственно, в реакцию с 1 моль диена вступят 2 моль брома:
    С n H 2n−2 + 2Br 2 → С n H 2n−2 Br 4

    Так как в задаче даны масса и процентная концентрация раствора брома, прореагировавшего с диеном, можно рассчитать количества вещества прореагировавшего брома:

m(Br 2 ) = m раствора ω = 80 0,02 = 1,6 г
ν(Br 2 ) = m / M = 1,6 / 160 = 0,01 моль.

    Так как количество брома, вступившего в реакцию, в 2 раза больше, чем алкадиена, можно найти количество диена и (так как известна его масса) его молярную массу:

    0,005

    0,01

    С n H 2n−2

    + 2Br 2 →

    С n H 2n−2 Br 4

    М диена = m / ν = 3,4 / 0,05 = 68 г/моль .

    Находим формулу алкадиена по его общей формул, выражая молярную массу через n:

14n − 2 = 68
n = 5.

Это пентадиен С 5 Н 8 .

Ответ: C 5 H 8 .

    Пример 10.
    При взаимодействии 0,74 г предельного одноатомного спирта с металлическим натрием выделился водород в количестве, достаточном для гидрирования 112 мл пропена (н. у.). Что это за спирт?

Решение примера 10.

    Формула предельного одноатомного спирта - C n H 2n+1 OH. Здесь удобно записывать спирт в такой форме, в которой легко составить уравнение реакции - т.е. с выделенной отдельно группой ОН.

    Составим уравнения реакций (нельзя забывать о необходимости уравнивать реакции):

2C n H 2n+1 OH + 2Na → 2C n H 2n+1 ONa + H 2
C 3 H 6 + H 2 → C 3 H 8

    Можно найти количество пропена, а по нему - количество водорода. Зная количество водорода, по реакции находим количество вещества спирта:

ν(C 3 H 6 ) = V / V m = 0,112 / 22,4 = 0,005 моль => ν(H 2 ) = 0,005 моль,
ν спирта = 0,005 2 = 0,01 моль.

    Находим молярную массу спирта и n:

M спирта = m / ν = 0,74 / 0,01 = 74 г/моль,
14n + 18 = 74
14n = 56
n = 4.

Спирт - бутанол С 4 Н 7 ОН.

Ответ: C 4 H 7 OH.

    Пример 11.
    Определить формулу сложного эфира, при гидролизе 2,64 г которого выделяется 1,38 г спирта и 1,8 г одноосновной карбоновой кислоты.

Решение примера 11.

    Общую формулу сложного эфира, состоящего из спирта и кислоты с разным числом атомов углерода можно представить в таком виде:
    C n H 2n+1 COOC m H 2m+1
    Соответственно, спирт будет иметь формулу
    C m H 2m+1 OH,
    а кислота
    C n H 2n+1 COOH .
    Уравнение гидролиза сложного эфира:
    C n H 2n+1 COOC m H 2m+1 + H 2 O → C m H 2m+1 OH + C n H 2n+1 COOH

    Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и сумма масс продуктов реакции равны.
    Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:

m H 2 O = (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = 1,38 + 1,8 − 2,64 = 0,54 г
ν H 2 O = m / M = 0,54 / 18 = 0,03 моль

Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны моль.
Можно найти их молярные массы:

М кислоты = m / ν = 1,8 / 0,03 = 60 г/моль,
М спирта = 1,38 / 0,03 = 46 г/моль.

Получим два уравнения, из которых найдём m и n:

M C n H 2n+1 COOH = 14n + 46 = 60, n = 1 - уксусная кислота
M C m H 2m+1 OH = 14m + 18 = 46, m = 2 - этанол.

Таким образом, искомый эфир - это этиловый эфир уксусной кислоты, этилацетат.

Ответ: CH 3 COOC 2 H 5 .

    Пример 12.
    Определить формулу аминокислоты, если при действии на 8,9 г её избытком гидроксида натрия можно получить 11,1 г натриевой соли этой кислоты.

Решение примера 12.

    Общая формула аминокислоты (если считать, что она не содержит никаких других функциональных групп, кроме одной аминогруппы и одной карбоксильной):
    NH 2 –CH(R)–COOH .
    Можно было бы записать её разными способами, но для удобства написания уравнения реакции лучше выделять в формуле аминокислоты функциональные группы отдельно.

    Можно составить уравнение реакции этой аминокислоты с гидроксидом натрия:
    NH 2 –CH(R)–COOH + NaOH → NH 2 –CH(R)–COONa + H 2 O
    Количества вещества аминокислоты и её натриевой соли - равны. При этом мы не можем найти массу какого-либо из веществ в уравнении реакции. Поэтому в таких задачах надо выразить количества веществ аминокислоты и её соли через молярные массы и приравнять их:

M(аминокислоты NH 2 –CH(R)–COOH) = 74 + М R
M(соли NH 2 –CH(R)–COONa) = 96 + М R
ν аминокислоты = 8,9 / (74 + М R ),
ν соли = 11,1 / (96 + М R )
8,9 / (74 + М R ) = 11,1 / (96 + М R )
М R = 15

Легко увидеть, что R = CH 3 .
Можно это сделать математически, если принять, что R - C n H 2n+1 .
14n + 1 = 15, n = 1 .
Это аланин - аминопропановая кислота.

Ответ: NH 2 –CH(CH 3 )–COOH.

Задачи для самостоятельного решения.

Часть 1. Определение формулы вещества по составу.

1–1. Плотность углеводорода при нормальных условиях равна 1,964 г/л. Массовая доля углерода в нем равна 81,82%. Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.

1–2. Массовая доля углерода в диамине равна 48,65%, массовая доля азота равна 37,84%. Выведите молекулярную формулу диамина.

1–3. Относительная плотность паров предельной двухосновной карбоновой кислоты по воздуху равна 4,07. Выведите молекулярную формулу карбоновой кислоты.

1–4. 2 л алкадиена при н.у. имеет массу, равную 4,82 г. Выведите молекулярную формулу алкадиена.

1–5. (ЕГЭ–2011) Установите формулу предельной одноосновной карбоновой кислоты, кальциевая соль которой содержит 30,77 % кальция.

Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.

2–1. Относительная плотность паров органического соединения по сернистому газу равна 2. При сжигании 19,2 г этого вещества образуется 52,8 г углекислого газа (н.у.) и 21,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения.

2–2. При сжигании органического вещества массой 1,78 г в избытке кислорода получили 0,28 г азота, 1,344 л (н.у.) СО 2 и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится 1,204 10 22 молекул.

2–3. Углекислый газ, полученный при сгорании 3,4 г углеводорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция и получили 25 г осадка. Выведите простейшую формулу углеводорода.

2–4. При сгорании органического вещества, содержащего С, Н и хлор, выделилось 6,72 л (н.у.) углекислого газа, 5,4 г воды, 3,65 г хлороводорода. Установите молекулярную формулу сгоревшего вещества.

2–5. (ЕГЭ–2011) При сгорании амина выделилось 0,448 л (н.у.) углекислого газа, 0,495 г воды и 0,056 л азота. Определить молекулярную формулу этого амина.

Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.

3–1. Определить формулу алкена, если известно, что он 5,6 г его при присоединении воды образуют 7,4 г спирта.

3–2. Для окисления 2,9 г предельного альдегида до кислоты потребовалось 9,8 г гидроксида меди (II). Определить формулу альдегида.

3–3. Одноосновная моноаминокислота массой 3 г с избытком бромоводорода образует 6,24 г соли. Определить формулу аминокислоты.

3–4. При взаимодействии предельного двухатомного спирта массой 2,7 г с избытком калия выделилось 0,672 л водорода. Определить формулу спирта.

3–5. (ЕГЭ–2011) При окислении предельного одноатомного спирта оксидом меди (II) получили 9,73 г альдегида, 8,65 г меди и воду. Определить молекулярную формулу этого спирта.

Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.

1–1. С 3 Н 8

1–2. С 3 Н 6 (NH 2 ) 2

1–3. C 2 H 4 (COOH) 2

1–4. C 4 H 6

1–5. (HCOO) 2 Ca - формиат кальция, соль муравьиной кислоты

2–1. С 8 Н 16 О

2–2. С 3 Н 7 NO

2–3. С 5 Н 8 (массу водорода находим, вычитая из массы углеводорода массу углерода)

2–4. C 3 H 7 Cl (не забудьте, что атомы водорода содержатся не только в воде, но и в HCl)

2–5. C 4 H 11 N

3–1. С 4 Н 8

3–2. С 3 Н 6 О

3–3. С 2 Н 5 NO 2

3–4. C 4 H 8 (OH) 2

3–5. C 4 H 9 OH

За 2-3 месяца невозможно выучить (повторить, подтянуть) такую сложную дисциплину, как химия.

Изменений в КИМ ЕГЭ 2020 г. по химии нет.

Не откладывайте подготовку на потом.

  1. Приступив к разбору заданий сначала изучите теорию . Теория на сайте представлена для каждого задания в виде рекомендаций, что необходимо знать при выполнении задания. направит в изучении основных тем и определяет какие знания и умения потребуются при выполнении заданий ЕГЭ по химии. Для успешной сдачи ЕГЭ по химии – теория важнее всего.
  2. Теорию нужно подкреплять практикой , постоянно решая задания. Так как большинство ошибок из-за того, что неправильно прочитал упражнение, не понял, что требуют в задаче. Чем чаще ты будешь решать тематические тесты, тем быстрее поймёшь структуру экзамена. Тренировочные задания разработанные на основе демоверсии от ФИПИ дают такую возможность решать и узнавать ответы. Но не спешите подглядывать. Сначала решите самостоятельно и посмотрите, сколько баллов набрали.

Баллы за каждое задание по химии

  • 1 балл - за 1-6, 11-15, 19-21, 26-28 задания.
  • 2 балла - 7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
  • З балла - 35.
  • 4 балла - 32, 34.
  • 5 баллов - 33.

Всего: 60 баллов.

Структура экзаменационной работы состоит из двух блоков:

  1. Вопросы, предполагающие краткий ответ (в виде цифры или слова) – задания 1-29.
  2. Задачи с развернутыми ответами – задания 30-35.

На выполнение экзаменационной работы по химии отводится 3,5 часа (210 минут).

На экзамене будет три шпаргалки. И в них нужно разбираться

Это 70% информации, которая поможет успешно сдать экзамен по химии. Остальные 30% - умение пользоваться представленными шпаргалками.

  • Если хочешь получить больше 90 баллов, нужно тратить на химию очень много времени.
  • Чтобы сдать успешно ЕГЭ по химии, нужно много решать: , тренировочных заданий, даже если они покажутся легкими и однотипными.
  • Правильно распределять свои силы и не забывать об отдыхе.

Дерзайте, старайтесь и всё у вас получится!

В этой статье подробно описано решение задач по химии С5 ЕГЭ . Аименно, как , если известныколичественные данные о его превращениях (массе, объёму). В данной конкретной задаче известны масса одного продукта и объёмы газообразных продуктов, а также масса органического вещества.

В задачах, где требуется определить формулу органического вещества , сначала нужно найти относительную молекулярную массу этого вещества.

При сгорании 0,45 г газообразного органического вещества выделилось 0,448 л (н.у.*) углекислого газа, 0,63 г воды и 0,112 л (н.у.*) азота. Плотность паров органического вещества по азоту 1,607. Определите молекулярную формулу этого вещества.

* «н.у.», значит «нормальные условия».

Алгоритм решения задач данного типа:

ШАГ 1. Обозначить количественные данные из условия задачи через соответствующие величины:

Масса органического вещества m (орг.в-ва) = 0,45 [г ]

Объём углекислого газа V(CO 2) = 0,448 [л ].

Масса воды m (H 2 O) = 0,63 [г ]

Объём азота V(N 2) = 0,112 [л ].

Плотность паров органического вещества по азоту D N 2 (орг.в-ва) = 1,607

Молярный объём газа V M * = 22,4 [л/моль ]

* величина постоянная при нормальных условиях, используется в расчётах только для газов.

ШАГ 2. Найти относительную молекулярную массу (Mr) органического вещества , т.е. найти относительную массу его молекулы.

! масса молекулы вещества, рассчитанная по его относительной молекулярной массе, – есть величина относительная.

D N2 (орг.в-ва) = Mr(орг.в-ва) / Mr(N 2)

Выразим из этой формулы относительную молекулярную массу Mr органического вещества, получим :

Mr(орг.в-ва) = D N2 (орг.в-ва) × Mr(N 2)

Mr азота:

Mr (N 2 ) = 2 Ar (N ) = 2 × 14 = 28,

Где Ar – относительная атомная масса элемента, взятая из Таблицы Д.И.Менделеева.

Итак, рассчитаем относительную молекулярную массу Mr органического вещества:

Mr (орг.в-ва) = 1,607 × 28 = 45 ,

Это означает, что суммарное содержание всех элементов в органическом веществе равно 45 а.е.м (атомные единицы массы), или 45 % .

ШАГ 3. Определить соотношение элементов в органическом веществе.

В исходное органическое вещество могут входить все составляющие продуктов сгорания: водород, углерод, кислород, азот.

1) Найдём количество атомов углерода n(C) в органическом веществе по количеству вещества углекислого газа n(CO 2) .

При сгорании весь углерод из органического вещества переходит в состав углекислого газа, поэтому n(C)=n(CO 2) .

Рассчитаем количество вещества углекислого газа по формуле :

n(CO 2) = V(CO 2) / V M

n(CO 2) = 0,448 [л ] : 22,4 [л/моль ] = 0,02 [моль ].

Таким образом, n(C) = n(CO 2) = 0,02 [моль ].

2) Найдём количество атомов водорода n(Н) в органическом веществе по количеству вещества воды n(Н 2 О) .

При сгорании весь водород из органического вещества переходит в состав воды, поэтому n(Н)= 2 n(Н 2 О) *

* для образования 1-й молекулы воды (1Н 2 О ) из органического вещества при сгорании необходимо 2 атома водорода (2Н ), значит количество атомов водорода должно быть в 2 раза больше, чем количество вещества воды.

Так как вода при нормальных условиях (н.у.) – не газ, то количество вещества воды рассчитывается по формуле :

n(Н 2 О) = m(Н 2 О) / M(Н 2 О),

Где M – молярная масса * , имеет единицы измерения [г/моль ].

* Молярная масса вещества М рассчитывается также как относительная молекулярная масса Mr.

Рассчитаем молярную массу воды :

M(Н 2 О) = Mr (Н 2 О) = 2 Ar (H ) + Ar (O) = 2 ×1 + 16 = 18 [г/моль ]

Итак, рассчитаем количество вещества воды:

n (Н 2 О) = 0,63 [г ] : 18 [г/моль ] = 0,035 [моль ].

Таким образом, n(Н) = 2 n(Н 2 О) = 2 × 0,035 = 0,07 [моль ].

3) Найдём количество атомов азота n(N) в органическом веществе по количеству вещества азота n(N 2) .

При сгорании весь азот из органического вещества переходит в состав газа азота, поэтому n(N) = 2 n(N 2) *

* для образования 1-й молекулы газа азота (1N 2 ) из органического вещества при сгорании необходимо 2 атома азота (2N ), значит, количество атомов азота должно быть в 2 раза больше, чем количество вещества газа азота.

Так как азот при нормальных условиях (н.у.) – газ, то его количество вещества рассчитывается по формуле :

n(N 2) = V(N 2) / V M

n(N 2) = 0,112 [л ] : 22,4 [л/моль ] = 0,05 [моль ].

Таким образом, n(N) = 2n(N 2) = 2 × 0,05 = 0,01 [моль ].

4) Определим содержание кислорода в органическом веществе.

Рассчитаем содержание каждого элемента в органическом веществе по формуле :

m(Э) =n(Э) × M(Э) ,

где m (Э) – масса элемента в [г ];

n (Э) – количество атомов элемента в [моль ];

М (Э)* – молярная масса элемента в [г/моль ].

*Молярная масса элемента М(Э) равна его относительной атомной массе Аr(Э)

Рассчитаем содержание углерода в органическом веществе по формуле:

m(C) = n(C) × M(C)

m(C) = 0,02 [моль ] × 12 [г/моль ] = 0,24 [г ]

Так как 0,24 < 1, то содержание углерода переводим в проценты, получаем:

0,24 × 100% = 24%

Рассчитаем содержание водорода в органическом веществе по формуле:

m(Н) = n(Н) × M(Н)

m(Н) = 0,07 [моль ] × 1 [г/моль ] = 0,07 [г ]

Так как 0,07 < 1, то содержание водорода переводим в проценты, получаем:

0,07 × 100% = 7%

Рассчитаем содержание азота в органическом веществе по формуле:

m(N) = n(N) × M(N)

m(N) = 0,01 [моль ] × 14 [г/моль ] = 0,14 [г ]

Так как 0,14 < 1, то содержание азота переводим в проценты, получаем:

0,14 × 100% = 14%

Рассчитаем содержание кислорода в органическом веществе:

m(O) = Mr(орг.в-ва) – (m(C) + m(H) + m(N) ) = 45 – (24 + 7 + 14) = 0

Делаем вывод о том, что кислорода нет в составе органического вещества .

СООТНОШЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЧЕСКОМ ВЕЩЕСТВЕ:

n(C) : n(H) : n(N) = 0,02: 0,07: 0,01,

или

n(C) : n(H) : n(N) = 2: 7: 1

ШАГ 4. Составить простейшую формулу вещества.

Простейшая (эмпирическая) формула – это атомные и, соответственно, мольные соотношения составляющих элементов. Тогда, в соответствии с СООТНОШЕНИЕМ, простейшая формула органического вещества:

С 2 H 7 N

ШАГ 5. Проверить, что простейшая формула вещества соответствует истинной молекулярной формуле вещества.

Рассчитаем относительную молекулярную массу Mr органического вещества по простейшей формуле:

Mr (С 2 H 7 N) = 2 Ar(C ) + 7 Ar(H ) + Ar(N) = 2 ×12 + 7 ×1 + 14 = 45

Делаем вывод, что простейшая формула вещества соответствует истинной молекулярной формуле вещества.

Итак, данная статья позволяет освоить решение задач по химии С5 ЕГЭ .С помощью данной статьи можно узнать, как определить формулу органического вещества , если известныколичественные данные о его превращениях (массе, объёму).В данном примере мы определили молекулярную формулу органического вещества, если известны масса одного продукта и объёмы газообразных продуктов, а также массаорганическоговещества.

Химия. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Задания высокого уровня сложности (C1-С5). Под ред. Доронькина В.Н.

3-е изд. - Р. н/ Д: 2012. - 234 с. Р. н/ Д: 2011. - 128 с.

Предлагаемое пособие составлено в соответствии с требованиями новой спецификации ЕГЭ и предназначено для подготовки к единому государственному экзамену по химии. Книга включает задания высокого уровня сложности (С1-С5). Каждый ее раздел содержит необходимые теоретические сведения, разобранные (демонстрационные) примеры выполнения заданий, которые позволяют освоить методику выполнения заданий части С, и группы тренировочных заданий по темам. Книга адресована учащимся 10-11-х классов общеобразовательных учреждений, готовящимся к ЕГЭ и планирующим получить высокий результат на экзамене, а также учителям и методистам, которые организуют процесс подготовки к экзамену по химии. Пособие является частью учебно-методического комплекса «Химия. Подготовка к ЕГЭ», включающего такие пособия, как «Химия. Подготовка кЕГЭ-2013», «Химия. 10-11 классы. Тематические тесты для подготовки к ЕГЭ. Базовый и повышенный уровни» и др.

Формат: pdf (2012 , 3-е изд., испр. и доп., 234с.)

Размер: 2,9 Мб

Смотреть, скачать: 14 .12.2018г, ссылки удалены по требованию изд-ва "Легион" (см. примечание)

СОДЕРЖАНИЕ
 Введение 3
Вопрос С1. Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее 4
Задания вопроса С1 12
Вопрос С2. Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ 17
Задания вопроса С2 28
Вопрос СЗ. Реакции, подтверждающие взаимосвязь углеводородов и кислородсодержащих органических соединений 54
Задания вопроса СЗ 55
Вопрос С4. Расчеты: массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси), если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества 68
Задания вопроса С4 73
Вопрос С5. Нахождение молекулярной формулы вещества 83
Задания вопроса С5 85
Ответы 97
Приложение. Взаимосвязь различных классов неорганических веществ. Дополнительные задания 207
Задания 209
Решение заданий 218
Литература 234

ВВЕДЕНИЕ
Эта книга предназначена для подготовки к выполнению заданий высокого уровня сложности по общей, неорганической и органической химии (задания части С).
По каждому из вопросов С1 - С5 приведено большое количество заданий (всего более 500), что позволит выпускникам проверить знания, усовершенствовать имеющиеся навыки, а при необходимости выучить фактический материал, включаемый в проверочные задания части С.
Содержание пособия отражает особенности вариантов ЕГЭ, предлагавшихся в последние годы, и соответствует актуальной спецификации. Вопросы и ответы соответствуют формулировкам тестов ЕГЭ.
Задания части С имеют различную степень сложности. Максимальная оценка верно выполненного задания составляет от 3 до 5 баллов (в зависимости от степени сложности задания). Проверка заданий этой части осуществляется на основе сравнения ответа выпускника с поэлементным анализом приведенного образца ответа, каждый правильно выполненный элемент оценивается в 1 балл. Например, в задании СЗ необходимо составить 5 уравнений реакций между органическими веществами, описывающих последовательное превращение веществ, а вы можете составить только 2 (предположим, второе и пятое уравнения). Обязательно запишите их в бланк ответа, вы получите 2 балла за задание СЗ и существенно повысите свой результат на экзамене.
Надеемся, что это книга поможет вам успешно сдать ЕГЭ.

  1. 2.Органическое вещество массой 1,875 г занимает объем 1 л (н.у.). При сжи­гании 4,2 г этого вещества образуется 13,2 г СО 2 и 5,4 г воды. Опреде­лите молекулярную формулу вещества.
  2. 3.Установите молекулярную формулу предельного третичного амина, содер­жащего 23,73% азота по массе.
  3. 4.Предельную одноосновную карбоновую кислоту массой 11 г растворили в воде. Для нейтрализации полученного раствора потребовалось 25 мл рас­твора гидроксида натрия, молярная концентрация которого 5 моль/л. Оп­ределите формулу кислоты.
  4. 5.Установите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11% брома.
  5. 6.Установите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и то же количество его, взаимодействуя с галогенами, образует, соответст­венно, или 56,5 г дихлорпроизводного или 101 г дибромпроизводного.
  6. 7.При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и 8,96 л (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.
  7. 8.При взаимодействии 0,672 л алкена (н.у.) с хлором образуется 3,39 г его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, запи­шите его структурную формулу и название.
  8. 9.При полном сжигании вещества, не содержащего кислорода, образуется азот и вода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Объем необходимого на сжигание кислорода равен объему вы­делившегося азота. Определите молекулярную формулу соединения.
  9. 10.При взаимодействии 11,6 г предельного альдегида с избытком гидроксида меди (II) при нагревании образовался осадок массой 28,8 г. Выведите мо­лекулярную формулу альдегида.
  10. 11.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.
  11. 12.При взаимодействии одного и того же количества алкена с различными галогеноводородами образуется, соответственно, 7,85 г хлорпроизводного или 12,3 г бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена.
  12. 13.При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобром­производного. Определите молекулярную формулу алкана.
  13. 14.При сгорании 9 г первичного амина выделилось 2,24 л азота (н.у.). Опреде­лите молекулярную формулу амина, приведите его название.
  14. 15.На полное сгорание 0,2 моль алкена израсходовано 26,88 л кислорода (н.у.). Установите название, молекулярную и структурную формулы ал­кена.
  15. 16.При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.
  16. 17.Массовая доля кислорода в предельной одноосновной кислоте составляет 43,24 %. Определите молекулярную формулу этой кислоты.