Kemian oge-tehtävien analyysi. OGE kemiassa

Oppitunnin kehitys (tuntimuistiinpanot)

Huomio! Sivuston hallinnointisivusto ei ole vastuussa metodologisen kehityksen sisällöstä eikä liittovaltion koulutusstandardin kehityksen noudattamisesta.

OGE:n kemian tenttimateriaalien kysymys nro 21 on tehtävä kemiallisen reaktion yhtälöstä. Kemian päävaltiokokeen 2018 kontrollimittausmateriaalien eritelmä osoittaa seuraavat testatut taidot ja toimintatavat tätä tehtävää suoritettaessa: « Liuenneen aineen massaosuuden laskeminen liuoksessa. Aineen määrän, aineen massan tai tilavuuden laskeminen aineen määrästä, jonkin reagoivan aineen tai reaktiotuotteen massasta tai tilavuudesta. Demonstrointitöiden ja avoimen pankin tehtävien analysointi mahdollisti kolmenlaisia ​​tenttipapereissa käytettyjä tehtäviä. OGE:hen valmistautuessani ratkaisen opiskelijoiden kanssa esimerkkejä kunkin tyyppisistä tehtävistä ja tarjoan samanlaisia ​​avoimesta pankista valittuja tehtäviä itsenäiseen ratkaisuun. Ratkaisessani kemiallisten reaktioiden yhtälöiden tehtäviä käytän O.S. Gabrielyanin 8. luokan kemian oppikirjassa esitettyä algoritmia.

1 laji

Tuotteen tai jonkin reaktion alkuaineen liuoksen massa on annettu. Laske lähtöaineen tai reaktiotuotteen massa (tilavuus).

1 toiminto: laskemme tuotteen tai jonkin reaktion alkuaineista massan.

2 toiminto: laskemme alkuaineen massan tai tilavuuden algoritmin mukaan.

Esimerkki tehtävästä: Vastaanottaja ratkaisu alumiinikloridia, joka painoi 53,2 g ja massaosuus 5 %, lisättiin ylimäärä hopeanitraattiliuosta. Laske muodostuneen sakan massa.

Liuoksen analyysi

1. Vastaanottaja ratkaisu alumiinisulfaattia, joka painoi 34,2 g ja massaosuus 10 %, lisättiin ylimäärä bariumnitraattiliuosta. Laske muodostuneen sakan massa.
2. Hiilidioksidi johdettiin kalsiumhydroksidiliuoksen läpi. Muodostui 324 g ratkaisu kalsiumbikarbonaatti, jonka massaosuus on 1 %. Laske reagoineen kaasun tilavuus.

2. näkymä

Aineen tai reaktiotuotteen liuoksen massa on annettu. Laske aineen tai reaktiotuotteen massaosuus.

1 toiminto: algoritmin mukaan lasketaan reaktion alkuaineen (tuotteen) massa. Emme kiinnitä huomiota sen ratkaisun massaan.

2 toiminto: Tiedämme alkuperäisen aineen (tuotteen) massan - löydetty ensimmäisessä vaiheessa. Tiedämme liuoksen massan - annettuna ehdolla. Löydämme massaosuuden.

Esimerkki tehtävästä: 73 g ratkaisu kloorivetyhappoa sekoitettiin osaan kalsiumkarbonaattia. Tässä tapauksessa kaasua vapautui 0,896 litraa. Laske alkuperäisen massaosuus ratkaisu suolahaposta.

Liuoksen analyysi

2. ω \u003d m (in-va) / m (r-ra) 100 %

ω = 2,92/73 100 = 4 %

Tehtävät itsenäiseen ratkaisuun.

1. 200g mukaan ratkaisu natriumkarbonaattiliuosta lisättiin, kunnes saostuminen lakkasi. Sakan massa oli 12,0 g. Laske kalsiumkloridin massaosuus alkuperäisessä liuoksessa. (Ota kloorin suhteellinen atomimassa 35,5)
2. Sen jälkeen kun 4,4 g hiilidioksidia on johdettu 320 g:n läpi ratkaisu kaliumhydroksidi sai keskipitkän suolan liuoksen. Laske liuoksessa olevan alkalin massaosuus

3 tyyppiä

Alkuperäisen aineliuoksen massaosuus on annettu. Määritä lähtöaineen massa.

1 toiminto. Etsi algoritmin avulla alkuperäisen aineen massa.

2 Toiminta. Tiedämme alkuperäisen aineen massan (ensimmäisen toimenpiteen mukaan). Tiedämme massaosuuden (ehdosta). Etsi liuoksen massa.

Esimerkki tehtävästä: kaliumkarbonaattiliuokseen, jonka massaosuus oli 6 %, lisättiin ylimäärä bariumkloridiliuosta. Tuloksena muodostui sakka, jonka massa oli 9,85 g. Määritä alkuperäisen kaliumkarbonaattiliuoksen massa.

Liuoksen analyysi

2. ω \u003d m (in-va) / m (r-ra) 100 %

m (liuos) \u003d 6,9 / 6 ▪ 100 % \u003d 115 g.

Tehtävät itsenäiseen ratkaisuun

1. Kun 11,2 l (n.a.) ammoniakkia oli johdettu 10-prosenttisen rikkihappoliuoksen läpi, saatiin keskisuolan liuos. Määritä alkuperäisen rikkihappoliuoksen massa.
2. Kun 4,48 1 hiilidioksidia (n.o.) johdettiin bariumhydroksidiliuoksen läpi, jonka massaosuus oli 12 %, muodostui bariumkarbonaattia. Laske alkuperäisen bariumhydroksidiliuoksen massa.

Algoritmi ongelmien ratkaisemiseksi kemiallisten reaktioiden yhtälöiden mukaisesti

1. Lyhyt kuvaus ongelman ilmaisusta.
2. Kemiallisen reaktion yhtälön kirjoittaminen.
3. Tunnettujen ja tuntemattomien suureiden kirjoittaminen aineiden kaavojen päälle.
4. Kirjaa aineiden kaavojen alle aineiden määrät, moolimassat ja massat (tai moolitilavuudet ja tilavuudet).
5. Mittasuhteiden laatiminen ja ratkaiseminen.
6. Kirjoita tehtävän vastaus.

Tässä osiossa systematisoin kemian OGE:n tehtävien analyysit. Kuten osiossa, löydät yksityiskohtaiset analyysit ja ohjeet kemian tyypillisten ongelmien ratkaisemiseen OGE-luokalla 9. Ennen kunkin tyypillisten tehtävien lohkon analysointia annan teoreettisen taustan, jota ilman tämän tehtävän ratkaiseminen on mahdotonta. Teoriaa on täsmälleen sen verran kuin se riittää tietämään tehtävän onnistuneeseen suorittamiseen toisaalta. Toisaalta yritin kuvata teoreettista materiaalia mielenkiintoisella ja ymmärrettävällä kielellä. Olen varma, että materiaalini koulutuksen jälkeen et vain läpäise kemian OGE:tä, vaan myös rakastut tähän aiheeseen.

Yleistä tietoa kokeesta

OGE kemiassa koostuu kolme osat.

Ensimmäisessä osassa 15 tehtävää yhdellä vastauksella- tämä on ensimmäinen taso ja sen tehtävät ovat yksinkertaisia, tietysti kemian perustiedot. Nämä tehtävät eivät vaadi laskelmia, paitsi tehtävä 15.

Toinen osa koostuu neljä kysymystä- kahdessa ensimmäisessä - 16 ja 17 on tarpeen valita kaksi oikeaa vastausta ja kohdissa 18 ja 19 korreloida oikean sarakkeen arvot tai väitteet vasemman kanssa.

Kolmas osa on ongelmanratkaisu. Kohdassa 20 sinun on tasattava reaktio ja määritettävä kertoimet, ja kohdassa 21 ratkaistava laskentatehtävä.

Neljäs osa - käytännöllinen, yksinkertainen, mutta sinun on oltava varovainen ja varovainen, kuten aina, kun työskentelet kemian kanssa.

Annettu työ yhteensä 140 pöytäkirja.

Alla on analysoitu tyypillisiä tehtävävaihtoehtoja ja niihin liittyy ratkaisemiseen tarvittava teoria. Kaikki tehtävät ovat temaattisia - jokaisen tehtävän edessä on aihe yleistä ymmärtämistä varten.

Kemian ongelmien ratkaisumenetelmät

Kun ratkaiset ongelmia, sinun on noudatettava muutamia yksinkertaisia ​​sääntöjä:

1. Lue huolellisesti ongelman tila;
2. Kirjoita muistiin, mitä annetaan;
3. Muunna tarvittaessa fyysisten määrien yksiköt SI-yksiköiksi (jotkut ei-systeemiset yksiköt ovat sallittuja, kuten litrat);
4. Kirjoita tarvittaessa muistiin reaktioyhtälö ja järjestä kertoimet;
5. Ratkaise ongelma käyttämällä aineen määrän käsitettä, ei mittasuhteiden laadintamenetelmää;
6. Kirjoita vastaus muistiin.

Kemiaan valmistautumiseksi onnistuneesti tulee harkita huolellisesti tekstissä annettujen ongelmien ratkaisuja sekä ratkaista riittävä määrä niitä itsenäisesti. Ongelmanratkaisuvaiheessa kemian kurssin teoreettiset päämääräykset korjataan. Ongelmia on ratkaistava koko kemian opiskelun ja tenttiin valmistautumisen ajan.

Voit käyttää tämän sivun tehtäviä tai ladata hyvän kokoelman tehtäviä ja harjoituksia tyypillisten ja monimutkaisten tehtävien ratkaisulla (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): lataa.

Mooli, moolimassa

Moolimassa on aineen massan suhde aineen määrään, ts.

М(х) = m(x)/ν(x), (1)

missä M(x) on aineen X moolimassa, m(x) on aineen X massa, ν(x) on aineen X määrä. Moolimassan SI-yksikkö on kg/mol, mutta g/mol käytetään yleisesti. Massan yksikkö on g, kg. Aineen määrän SI-yksikkö on mooli.

Minkä tahansa kemian ongelma ratkaistu aineen määrän kautta. Muista peruskaava:

ν(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/V m = N/N A, (2)

jossa V(x) on aineen tilavuus Х(l), Vm on kaasun moolitilavuus (l/mol), N on hiukkasten lukumäärä, N A on Avogadron vakio.

1. Määritä massa natriumjodidi NaI aineen määrä 0,6 mol.

Annettu: v(NaI) = 0,6 mol.

löytö: m(NaI) =?

Ratkaisu. Natriumjodidin moolimassa on:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

Määritä NaI:n massa:

m(NaI) = v(NaI) M(NaI) = 0,6 x 150 = 90 g.

2. Määritä aineen määrä atomiboori, joka sisältyi natriumtetraboraattiin Na 2 B 4 O 7, paino 40,4 g.

Annettu: m(Na 2B 4O 7) \u003d 40,4 g.

löytö: ν(B)=?

Ratkaisu. Natriumtetraboraatin moolimassa on 202 g/mol. Määritä aineen määrä Na 2 B 4 O 7:

ν (Na 2B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol.

Muista, että 1 mooli natriumtetraboraattimolekyyliä sisältää 2 moolia natriumatomeja, 4 moolia booriatomeja ja 7 moolia happiatomeja (katso natriumtetraboraatin kaava). Sitten atomibooriaineen määrä on: ν (B) \u003d 4 ν (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.

Laskelmat kemiallisilla kaavoilla. Massaosuus.

Aineen massaosuus on systeemin tietyn aineen massan suhde koko järjestelmän massaan, ts. ω(X) =m(X)/m, missä ω(X) on aineen X massaosa, m(X) on aineen X massa, m on koko järjestelmän massa. Massaosuus on mittaton suure. Se ilmaistaan ​​yksikön murto-osana tai prosentteina. Esimerkiksi atomihapen massaosuus on 0,42 eli 42 %, ts. ω(O) = 0,42. Atomikloorin massaosuus natriumkloridissa on 0,607 eli 60,7 %, ts. ω(Cl) = 0,607.

3. Määritä massaosuus kiteytysvesi bariumklorididihydraatissa BaCl 2 2H 2 O.

Ratkaisu: BaCl 2 2H 2 O:n moolimassa on:

M (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 137+ 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g/mol

Kaavasta BaCl 2 2H 2 O seuraa, että 1 mooli bariumklorididihydraattia sisältää 2 moolia H 2 O. Tästä voidaan määrittää BaCl 2 2H 2 O:n sisältämän veden massa:

m(H20) \u003d 2 18 \u003d 36 g.

Löydämme kiteytysveden massaosuuden bariumklorididihydraatista BaCl 2 2H 2 O.

ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36/244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75 %.

4. 25 g painoisesta kivinäytteestä, joka sisälsi mineraaliargentiittia Ag 2 S, eristettiin hopeaa, joka painoi 5,4 g. Määritä massaosuus argentiitti näytteessä.

Annettu: m(Ag) = 5,4 g; m = 25 g.

löytö: ω(Ag2S) =?

Ratkaisu: määritämme hopea-aineen määrän argentiitissa: ν (Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol.

Kaavasta Ag 2 S seuraa, että argentiittiaineen määrä on puolet hopeaaineen määrästä. Määritä argentiittiaineen määrä:

ν (Ag 2 S) \u003d 0,5 ν (Ag) \u003d 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol

Laskemme argentiitin massan:

m (Ag 2 S) \u003d ν (Ag 2 S) M (Ag 2 S) = 0,025 248 \u003d 6,2 g.

Nyt määritetään argentiitin massaosuus kivinäytteestä, joka painaa 25 g.

ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m \u003d 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8 %.

Yhdistekaavojen johtaminen

5. Määritä yksinkertaisin yhdistekaava kalium mangaanin ja hapen kanssa, jos tämän aineen alkuaineiden massaosuudet ovat 24,7, 34,8 ja 40,5 %.

Annettu: ω(K) = 24,7 %; ω(Mn) = 34,8 %; ω(O) = 40,5 %.

löytö: yhdistekaava.

Ratkaisu: laskelmia varten valitsemme yhdisteen massaksi, joka on 100 g, ts. m = 100 g. Kaliumin, mangaanin ja hapen massat ovat:

m (K) = mω (K); m (K) \u003d 100 0,247 \u003d 24,7 g;

m (Mn) = m co(Mn); m (Mn) = 100 0,348 = 34,8 g;

m (O) = m co(O); m (O) \u003d 100 0,405 \u003d 40,5 g.

Määritämme atomien kaliumin, mangaanin ja hapen aineiden määrän:

ν (K) \u003d m (K) / M (K) \u003d 24,7 / 39 \u003d 0,63 mol

ν (Mn) \u003d m (Mn) / M (Mn) \u003d 34,8 / 55 \u003d 0,63 mol

ν (O) \u003d m (O) / M (O) \u003d 40,5 / 16 \u003d 2,5 mol

Löydämme aineiden määrien suhteen:

ν(K): ν(Mn): v(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Jakamalla yhtälön oikean puolen pienemmällä luvulla (0,63) saadaan:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1:1:4.

Siksi KMnO 4 -yhdisteen yksinkertaisin kaava.

6. Poltettaessa 1,3 g ainetta muodostui 4,4 g hiilimonoksidia (IV) ja 0,9 g vettä. Etsi molekyylikaava aine, jos sen vetytiheys on 39.

Annettu: m(in-va) \u003d 1,3 g; m(C02) = 4,4 g; m(H20) = 0,9 g; D H2 \u003d 39.

löytö: aineen kaava.

Ratkaisu: Oletetaan, että etsimäsi aine sisältää hiiltä, ​​vetyä ja happea, koska sen palamisen aikana muodostui CO 2 ja H 2 O. Sitten on löydettävä aineiden CO 2 ja H 2 O määrät, jotta voidaan määrittää atomien hiilen, vedyn ja hapen määrät.

ν (CO 2) \u003d m (CO 2) / M (CO 2) \u003d 4,4 / 44 = 0,1 mol;

ν (H20) \u003d m (H20) / M (H20) = 0,9 / 18 = 0,05 mol.

Määritämme atomihiilen ja vedyn aineiden määrän:

ν(C) = ν(C02); v(C) = 0,1 mol;

v(H) = 2 v(H20); ν (H) = 2 0,05 \u003d 0,1 mol.

Siksi hiilen ja vedyn massat ovat yhtä suuret:

m(C) = v(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

m (H) \u003d ν (H) M (H) = 0,1 1 = 0,1 g.

Määritämme aineen laadullisen koostumuksen:

m (in-va) \u003d m (C) + m (H) = 1,2 + 0,1 \u003d 1,3 g.

Näin ollen aine koostuu vain hiilestä ja vedystä (katso ongelman tila). Määritetään nyt sen molekyylipaino ehdossa annetun perusteella tehtäviä aineen tiheys vedyn suhteen.

M (in-va) \u003d 2 D H2 \u003d 2 39 \u003d 78 g / mol.

ν(C): v(H) = 0,1: 0,1

Jakamalla yhtälön oikean puolen luvulla 0,1, saamme:

ν(C): ν(H) = 1:1

Otetaan hiili- (tai vety)atomien lukumääräksi "x", sitten kertomalla "x" hiilen ja vedyn atomimassoilla ja rinnastamalla tämä määrä aineen molekyylipainoon, ratkaisemme yhtälön:

12x + x \u003d 78. Siten x \u003d 6. Siksi aineen C 6 H 6 kaava on bentseeni.

Kaasujen moolitilavuus. Ihanteellisten kaasujen lait. Tilavuusosuus.

Kaasun moolitilavuus on yhtä suuri kuin kaasun tilavuuden suhde tämän kaasun ainemäärään, ts.

Vm = V(X)/ ν(x),

missä V m on kaasun moolitilavuus - vakioarvo mille tahansa kaasulle tietyissä olosuhteissa; V(X) on kaasun X tilavuus; ν(x) - kaasuaineen X määrä. Kaasujen moolitilavuus normaaleissa olosuhteissa (normaalipaine p n \u003d 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa ja lämpötila Tn \u003d 273,15 K ≈ 273 K) on V m \u003dl /mol.

Kaasuja koskevissa laskelmissa on usein tarpeen vaihtaa näistä olosuhteista normaaleihin olosuhteisiin tai päinvastoin. Tässä tapauksessa on kätevää käyttää kaavaa, joka seuraa Boyle-Mariotten ja Gay-Lussacin yhdistetystä kaasulakista:

──── = ─── (3)

missä p on paine; V on tilavuus; T on lämpötila Kelvinin asteikolla; indeksi "n" tarkoittaa normaaleja olosuhteita.

Kaasuseosten koostumus ilmaistaan ​​usein tilavuusosuudella - tietyn komponentin tilavuuden suhde järjestelmän kokonaistilavuuteen, ts.

missä φ(X) on X-komponentin tilavuusosuus; V(X) on X-komponentin tilavuus; V on järjestelmän tilavuus. Tilavuusosuus on mittaton suure, se ilmaistaan ​​yksikön murto-osina tai prosentteina.

7. Mitä äänenvoimakkuutta kestää 20 °C:n lämpötilassa ja 250 kPa:n paineessa ammoniakkia, joka painaa 51 g?

Annettu: m(NH3) = 51 g; p = 250 kPa; t = 20 °C.

löytö: V(NH 3) \u003d?

Ratkaisu: määritä ammoniakkiaineen määrä:

ν (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 51/17 \u003d 3 mol.

Ammoniakin tilavuus normaaleissa olosuhteissa on:

V (NH 3) \u003d V m ν (NH 3) \u003d 22,4 3 \u003d 67,2 l.

Kaavan (3) avulla saamme ammoniakin tilavuuden näihin olosuhteisiin [lämpötila T \u003d (273 + 20) K \u003d 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2

V (NH 3) \u003d ──────── \u003d ────────── \u003d 29,2 l.

8. Päätä äänenvoimakkuutta, joka ottaa normaaleissa olosuhteissa kaasuseoksen, joka sisältää vetyä, joka painaa 1,4 g ja typpeä, painaa 5,6 g.

Annettu: m(N2) = 5,6 g; m(H2) = 1,4; hyvin.

löytö: V(seos)=?

Ratkaisu: selvitä vedyn ja typen aineen määrä:

ν (N 2) \u003d m (N 2) / M (N 2) \u003d 5,6 / 28 \u003d 0,2 mol

ν (H 2) \u003d m (H 2) / M (H 2) \u003d 1,4 / 2 \u003d 0,7 mol

Koska normaaliolosuhteissa nämä kaasut eivät ole vuorovaikutuksessa keskenään, kaasuseoksen tilavuus on yhtä suuri kuin kaasujen tilavuuksien summa, ts.

V (seokset) \u003d V (N 2) + V (H 2) \u003d V m ν (N 2) + V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,2 + 22,4 0,7 \u003d 20,16 l.

Laskelmat kemiallisilla yhtälöillä

Kemiallisten yhtälöiden mukaiset laskelmat (stoikiometriset laskelmat) perustuvat aineiden massan säilymislakiin. Todellisissa kemiallisissa prosesseissa epätäydellisestä reaktiosta ja erilaisista ainehäviöistä johtuen syntyvien tuotteiden massa on kuitenkin usein pienempi kuin se, joka pitäisi muodostua aineiden massan säilymislain mukaisesti. Reaktiotuotteen saanto (tai saannon massaosa) on tosiasiallisesti saadun tuotteen massan prosentteina ilmaistun massan suhde sen massaan, joka tulisi muodostaa teoreettisen laskelman mukaisesti, ts.

η = /m(X) (4)

jossa η on tuotteen saanto, %; m p (X) - todellisessa prosessissa saadun tuotteen X massa; m(X) on aineen X laskettu massa.

Niissä tehtävissä, joissa tuotteen tuottoa ei ole määritelty, oletetaan, että se on määrällinen (teoreettinen), ts. η = 100 %.

9. Mikä massa fosforia tulisi polttaa saadakseen fosforioksidia (V), joka painaa 7,1 g?

Annettu: m(P205) \u003d 7,1 g.

löytö: m(P) =?

Ratkaisu: kirjoitamme fosforin palamisreaktion yhtälön ja järjestämme stoikiometriset kertoimet.

4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5

Määritämme reaktiossa saadun aineen P 2 O 5 määrän.

ν (P 2 O 5) \u003d m (P 2 O 5) / M (P 2 O 5) \u003d 7,1 / 142 \u003d 0,05 mol.

Reaktioyhtälöstä seuraa, että ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P), joten reaktiossa tarvittava fosforiaineen määrä on:

ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P) \u003d 2 0,05 \u003d 0,1 mol.

Täältä löydämme fosforin massan:

m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 ± 31 = 3,1 g.

10. Magnesiumia, joka painoi 6 g, ja sinkkiä, joka painoi 6,5 g, liuotettiin ylimäärään kloorivetyhappoa. Mikä volyymi vety, mitattuna normaaleissa olosuhteissa, erottua joukosta jossa?

Annettu: m(Mg) = 6 g; m(Zn) = 6,5 g; hyvin.

löytö: V(H2) =?

Ratkaisu: kirjoitamme ylös reaktioyhtälöt magnesiumin ja sinkin vuorovaikutukselle suolahapon kanssa ja järjestämme stoikiometriset kertoimet.

Zn + 2 HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl \u003d MgCl 2 + H2

Määritämme kloorivetyhapon kanssa reagoineiden magnesium- ja sinkkiaineiden määrän.

ν (Mg) \u003d m (Mg) / M (Mg) \u003d 6/24 \u003d 0,25 mol

ν (Zn) \u003d m (Zn) / M (Zn) \u003d 6,5 / 65 \u003d 0,1 mol.

Reaktioyhtälöistä seuraa, että metallin ja vedyn aineen määrä on yhtä suuri, ts. ν (Mg) \u003d ν (H2); ν (Zn) \u003d ν (H 2), määritämme kahdesta reaktiosta johtuvan vedyn määrän:

ν (Н 2) \u003d ν (Mg) + ν (Zn) \u003d 0,25 + 0,1 \u003d 0,35 mol.

Laskemme reaktion seurauksena vapautuneen vedyn tilavuuden:

V (H 2) \u003d V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,35 \u003d 7,84 l.

11. Kun kuljetettiin rikkivetyä, jonka tilavuus oli 2,8 litraa (normaalit olosuhteet) kupari(II)sulfaattiliuoksen ylimäärän läpi, muodostui sakka, joka painoi 11,4 g. Määritä uloskäynti reaktiotuote.

Annettu: V(H2S) = 2,8 1; m (sakka) = 11,4 g; hyvin.

löytö: η =?

Ratkaisu: kirjoitamme reaktioyhtälön rikkivedyn ja kupari(II)sulfaatin vuorovaikutukselle.

H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4

Määritä reaktioon osallistuvan vetysulfidiaineen määrä.

ν (H 2 S) = V (H 2 S) / V m = 2,8 / 22,4 \u003d 0,125 mol.

Reaktioyhtälöstä seuraa, että ν (H 2 S) \u003d ν (СuS) \u003d 0,125 mol. Joten voit löytää CuS:n teoreettisen massan.

m (CuS) \u003d ν (CuS) M (CuS) = 0,125 96 \u003d 12 g.

Nyt määritetään tuotteen saanto kaavalla (4):

n = /m(X) = 11,4 100/12 = 95 %.

12. Mitä paino ammoniumkloridi muodostuu vuorovaikutuksessa kloorivedyn, joka painaa 7,3 g, ja ammoniakin, joka painaa 5,1 g? Mitä kaasua jää ylimääräiseksi? Määritä ylimäärän massa.

Annettu: m(HCl) = 7,3 g; m(NH3) \u003d 5,1 g.

löytö: m(NH4CI) =? m(ylimäärä) =?

Ratkaisu: kirjoita reaktioyhtälö.

HCl + NH3 \u003d NH4Cl

Tämä tehtävä on "ylimäärää" ja "puutetta". Laskemme kloorivedyn ja ammoniakin määrän ja määritämme, mikä kaasu on ylimääräinen.

ν(HCl) \u003d m (HCl) / M (HCl) = 7,3 / 36,5 \u003d 0,2 mol;

ν (NH3) \u003d m (NH3) / M (NH3) \u003d 5,1 / 17 = 0,3 mol.

Ammoniakkia on ylimäärä, joten laskelma perustuu puutteeseen, ts. kloorivedyn avulla. Reaktioyhtälöstä seuraa, että ν (HCl) \u003d ν (NH 4 Cl) \u003d 0,2 mol. Määritä ammoniumkloridin massa.

m (NH4Cl) \u003d ν (NH4Cl) M (NH4Cl) = 0,2 53,5 \u003d 10,7 g.

Määritimme, että ammoniakkia on ylimäärä (ainemäärän mukaan ylimäärä on 0,1 mol). Laske ylimääräisen ammoniakin massa.

m (NH3) \u003d ν (NH3) M (NH3) = 0,1 17 = 1,7 g.

13. Teknistä kalsiumkarbidia, joka painoi 20 g, käsiteltiin ylimääräisellä vedellä, jolloin saatiin asetyleeni, jonka läpi ylimääräisen bromiveden läpi muodostui 1,1,2,2-tetrabromietaania, joka painoi 86,5 g. valtaosa SaS 2 teknisessä kovametallissa.

Annettu: m = 20 g; m(C2H2Br4) \u003d 86,5 g.

löytö: ω (CaC 2) =?

Ratkaisu: kirjoitamme muistiin kalsiumkarbidin ja veden ja asetyleenin vuorovaikutuksen yhtälöt bromiveden kanssa ja järjestämme stoikiometriset kertoimet.

CaC 2 + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

C 2 H 2 + 2 Br 2 \u003d C 2 H 2 Br 4

Selvitä tetrabromietaanin määrä.

ν (C2H2Br4) \u003d m (C2H2Br4) / M (C2H2Br4) \u003d 86,5 / 346 = 0,25 mol.

Reaktioyhtälöistä seuraa, että ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d ν (C 2 H 2) \u003d ν (CaC 2) \u003d 0,25 mol. Täältä löydämme puhtaan kalsiumkarbidin massan (ilman epäpuhtauksia).

m (CaC 2) \u003d ν (CaC 2) M (CaC 2) = 0,25 64 \u003d 16 g.

Määritämme CaC 2:n massaosuuden teknisessä karbidissa.

ω (CaC 2) \u003d m (CaC 2) / m \u003d 16/20 \u003d 0,8 \u003d 80%.

Ratkaisut. Liuoskomponentin massaosa

14. Rikki, joka painoi 1,8 g, liuotettiin bentseeniin, jonka tilavuus oli 170 ml Bentseenin tiheys on 0,88 g/ml. Päätä valtaosa rikki liuoksessa.

Annettu: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1,8 g; ρ(C6C6) = 0,88 g/ml.

löytö: ω(S) =?

Ratkaisu: rikin massaosuuden löytämiseksi liuoksessa on tarpeen laskea liuoksen massa. Määritä bentseenin massa.

m (C 6 C 6) \u003d ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) = 0,88 170 \u003d 149,6 g.

Etsi liuoksen kokonaismassa.

m (liuos) \u003d m (C 6 C 6) + m (S) = 149,6 + 1,8 \u003d 151,4 g.

Laske rikin massaosuus.

ω(S) = m(S)/m = 1,8/151,4 = 0,0119 = 1,19 %.

15. Rautasulfaattia FeSO 4 7H 2 O, joka painoi 3,5 g, liuotettiin veteen, joka painoi 40 g. rautasulfaatin massaosa (II) tuloksena olevassa liuoksessa.

Annettu: m(H20) = 40 g; m (FeSO 4 7H 2O) = 3,5 g.

löytö: ω(FeSO 4) =?

Ratkaisu: etsi FeSO 4 7H 2 O:n sisältämän FeSO 4:n massa. Laske tätä varten aineen FeSO 4 7H 2 O määrä.

ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d m (FeSO 4 7H 2 O) / M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 3,5 / 278 \u003d 0,0125 mol

Rautasulfaatin kaavasta seuraa, että ν (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 0,0125 mol. Laske FeSO 4:n massa:

m (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4) M (FeSO 4) = 0,0125 152 \u003d 1,91 g.

Ottaen huomioon, että liuoksen massa koostuu rautasulfaatin massasta (3,5 g) ja veden massasta (40 g), laskemme rautasulfaatin massaosuuden liuoksessa.

ω (FeSO 4) \u003d m (FeSO 4) / m \u003d 1,91 / 43,5 \u003d 0,044 \u003d 4,4 %.

Tehtävät itsenäiseen ratkaisuun

1. 50 g metyylijodidia heksaanissa käsiteltiin natriummetallilla, ja kaasua vapautui normaaliolosuhteissa mitattuna 1,12 litraa. Määritä metyylijodidin massaosuus liuoksessa. Vastaus: 28,4%.
2. Osa alkoholista hapetettiin muodostaen yksiemäksistä karboksyylihappoa. Poltettaessa 13,2 g tätä happoa saatiin hiilidioksidia, jonka täydelliseen neutralointiin tarvittiin 192 ml KOH-liuosta, jonka massaosuus oli 28 %. KOH-liuoksen tiheys on 1,25 g/ml. Määritä alkoholin kaava. Vastaus: butanoli.
3. Kaasu, joka saatiin vuorovaikuttamalla 9,52 g kuparia 50 ml:n kanssa 81-prosenttista typpihappoliuosta, jonka tiheys oli 1,45 g/ml, johdettiin 150 ml:n läpi 20-prosenttista NaOH-liuosta, jonka tiheys oli 1,22 g/ml. ml. Määritä liuenneiden aineiden massaosuudet. Vastaus: 12,5 % NaOH; 6,48 % NaN03; 5,26 % NaN02.
4. Määritä 10 g nitroglyseriinin räjähdyksen aikana vapautuvien kaasujen tilavuus. Vastaus: 7,15 l.
5. Orgaanisen aineksen näyte, joka painoi 4,3 g, poltettiin hapessa. Reaktiotuotteet ovat hiilimonoksidi (IV), jonka tilavuus on 6,72 litraa (normaaliolosuhteet) ja vesi, jonka massa on 6,3 g Vedyn lähtöaineen höyryntiheys on 43. Määritä aineen kaava. Vastaus: C6H14.

Kouluongelmien ratkaiseminen kemiassa voi aiheuttaa vaikeuksia koululaisille, joten esittelemme useita esimerkkejä koulukemian pääongelmien ratkaisemisesta yksityiskohtaisen analyysin avulla.

Kemiallisten ongelmien ratkaisemiseksi sinun on tiedettävä useita alla olevassa taulukossa esitettyjä kaavoja. Käyttämällä tätä yksinkertaista sarjaa oikein voit ratkaista melkein minkä tahansa kemian kurssin ongelman.

Tietyn aineen määrän laskeminen

Harjoittele:

Määritä 5 moolia vettä (H 2 O).

Ratkaisu:

1. Laske aineen moolimassa D. I. Mendelejevin jaksollisen taulukon avulla. Kaikkien atomien massat pyöristetään ylöspäin yksiköihin, kloori - jopa 35,5.
   M(H20) = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol
2. Etsi veden massa kaavalla:
   m \u003d ν × M (H 2 O) \u003d 5 mol × 18 g / mol \u003d 90 g
3. Tallenna vastaus:
   Vastaus: 5 moolia vettä painaa 90 g.

Liuenneen aineen massaosuuden laskenta

Harjoittele:

Laske suolan massaosuus (NaCl) liuoksessa, joka on saatu liuottamalla 25 g suolaa 475 g:aan vettä.

Ratkaisu:

1. Kirjoita muistiin kaava massaosuuden löytämiseksi:
   ω (%) \u003d (m in-va / m liuos) × 100 %
2. Etsi liuoksen massa.
   m liuos \u003d m (H 2 O) + m (NaCl) \u003d 475 + 25 \u003d 500 g
3. Laske massaosuus korvaamalla arvot kaavaan.
   ω (NaCl) \u003d (m in-va / m liuos) × 100 % = (25/500) × 100 % = 5 %
4. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: NaCl:n massaosa on 5 %

Liuoksessa olevan aineen massan laskeminen sen massaosuuden perusteella

Harjoittele:

Kuinka monta grammaa sokeria ja vettä on otettava, jotta saadaan 200 g 5-prosenttista liuosta?

Ratkaisu:

1. Kirjoita muistiin kaava liuenneen aineen massaosuuden määrittämiseksi.
   ω=m in-va /m r-ra → m in-va = m r-ra ×ω
2. Laske suolan massa.
   m in-va (suola) \u003d 200 × 0,05 \u003d 10 g
3. Määritä veden massa.
   m (H 2 O) \u003d m (liuos) - m (suola) \u003d 200 - 10 \u003d 190 g
4. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: sinun on otettava 10 g sokeria ja 190 g vettä

Reaktiotuotteen saannon määritys prosentteina teoreettisesti mahdollisesta

Harjoittele:

Laske ammoniumnitraatin (NH 4 NO 3) saanto prosentteina teoreettisesti mahdollisesta, jos 380 g lannoitetta saadaan johtamalla 85 g ammoniakkia (NH 3) typpihappoliuokseen (HNO 3).

Ratkaisu:

1. Kirjoita kemiallisen reaktion yhtälö ja järjestä kertoimet
   NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3
2. Kirjoita tehtävän ehdon tiedot reaktioyhtälön yläpuolelle.
   

   m = 85 g				sp = 380 g
   NH3	+	HNO3	=	NH4NO3

3. Laske ainekaavojen alla aineen määrä kertoimien mukaan aineen määrän ja aineen moolimassan tulona:
   
4. Käytännössä saatu ammoniumnitraatin massa tunnetaan (380 g). Ammoniumnitraatin teoreettisen massan määrittämiseksi lasketaan suhde
   85/17=x/380
   
5. Ratkaise yhtälö, etsi x.
   x = 400 g teoreettinen ammoniumnitraatin massa
6. Määritä reaktiotuotteen saanto (%) viittaamalla käytännön massaan teoreettiseen ja kerro se 100 %:lla
   η=m pr./m teor. = (380/400) × 100 % = 95 %
7. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: ammoniumnitraatin saanto oli 95 %.

Tuotteen massan laskeminen tietyn osuuden epäpuhtauksia sisältävän reagenssin tunnetusta massasta

Harjoittele:

Laske kalsiumoksidin (CaO) massa, joka saadaan polttamalla 300 g kalkkikiveä (CaCO 3), joka sisältää 10 % epäpuhtauksia.

Ratkaisu:

1. Kirjoita muistiin kemiallisen reaktion yhtälö, laita kertoimet.
   CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
2. Laske kalkkikiven sisältämän puhtaan CaCO 3:n massa.
   ω (puhdas) \u003d 100 % - 10 % \u003d 90 % tai 0,9;
   m (CaCO 3) \u003d 300 × 0,9 \u003d 270 g
3. Tuloksena oleva CaCO 3 -massa kirjoitetaan kaavan CaCO 3 päälle reaktioyhtälössä. Haluttu CaO-massa on merkitty x:llä.
   

   270 g		x r
   CaCO 3	=	CaO	+	CO 2

4. Kirjoita yhtälön aineiden kaavojen alle aineen määrä (kertoimien mukaan); aineiden määrien tulo niiden moolimassalla (CaCO 3:n molekyylimassa \u003d 100 , CaO = 56 ).
   
5. Aseta suhde.
   270/100=x/56
6. Ratkaise yhtälö.
   x = 151,2 g
7. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: kalsiumoksidin massa on 151,2 g

Reaktiotuotteen massan laskeminen, jos reaktiotuotteen saanto tunnetaan

Harjoittele:

Kuinka monta g ammoniumnitraattia (NH 4 NO 3) saadaan saattamalla 44,8 litraa ammoniakkia (n.a.) reagoimaan typpihapon kanssa, jos tiedetään, että käytännön saanto on 80 % teoreettisesti mahdollisesta?

Ratkaisu:

1. Kirjoita muistiin kemiallisen reaktion yhtälö, järjestä kertoimet.
   NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3
2. Kirjoita nämä tehtävän ehdot reaktioyhtälön yläpuolelle. Ammoniumnitraatin massa on merkitty x:llä.
   
3. Kirjoita reaktioyhtälön alle:
   a) aineiden määrä kertoimien mukaan;
   b) ammoniakin moolitilavuuden tulo aineen määrällä; NH 4 NO 3:n moolimassan tulo aineen määrällä.
4. Aseta suhde.
   44,4/22,4=x/80
5. Ratkaise yhtälö etsimällä x (ammoniumnitraatin teoreettinen massa):
   x \u003d 160 g.
6. Selvitä NH 4 NO 3:n käytännöllinen massa kertomalla teoreettinen massa käytännön saannolla (yhden murto-osissa)
   m (NH 4 NO 3) \u003d 160 × 0,8 \u003d 128 g
7. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: ammoniumnitraatin massa on 128 g.

Tuotteen massan määrittäminen, jos jotakin reagensseista otetaan ylimäärä

Harjoittele:

14 g kalsiumoksidia (CaO) käsiteltiin liuoksella, joka sisälsi 37,8 g typpihappoa (HNO 3 ). Laske reaktiotuotteen massa.

Ratkaisu:

1. Kirjoita reaktioyhtälö, järjestä kertoimet
   CaO + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O
2. Määritä reagenssien mooli kaavalla: ν = m/M
   v(CaO) = 14/56 = 0,25 mol;
   ν (HNO 3) \u003d 37,8 / 63 \u003d 0,6 mol.
   
3. Kirjoita reaktioyhtälön yläpuolelle lasketut aineen määrät. Yhtälön alla - aineen määrä stoikiometristen kertoimien mukaan.
   
4. Määritä puutoksessa otettu aine vertaamalla otettujen ainemäärien suhteita stoikiometrisiin kertoimiin.
   0,25/1 < 0,6/2
   Tämän seurauksena typpihappoa otetaan puutteessa. Sen perusteella määritämme tuotteen massan.
5. Laske yhtälön kalsiumnitraatin (Ca (NO 3) 2) kaavan mukaan:
   a) aineen määrä stoikiometrisen kertoimen mukaan;
   b) moolimassan tulo aineen määrällä. Kaavan (Ca (NO 3) 2) yläpuolella - x g.

   0,25 mol		0,6 mol		x r
   CaO	+	2HNO 3	=	Ca(NO 3) 2	+	H2O
   1 mol		2 mol		1 mol
   				m = 1 × 164 g

6. Tee suhde
   0,25/1 = x/164
7. Määritä x
   x = 41 g
8. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: suolan massa (Ca (NO 3) 2) on 41 g.

Laskelmat termokemiallisilla reaktioyhtälöillä

Harjoittele:

Kuinka paljon lämpöä vapautuu, kun 200 g kupari(II)oksidia (CuO) liuotetaan kloorivetyhappoon (HCl:n vesiliuos), jos termokemiallinen reaktioyhtälö:

CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O + 63,6 kJ

Ratkaisu:

1. Kirjoita tehtävän ehdon tiedot reaktioyhtälön yläpuolelle
   
2. Kirjoita kuparioksidikaavan alle sen määrä (kertoimen mukaan); moolimassan ja aineen määrän tulo. Laita x reaktioyhtälön lämpömäärän yläpuolelle.
   

   200 g
   CuO	+	2 HCl	=	CuCl 2	+	H2O	+	63,6 kJ
   1 mol
   m = 1 × 80 g

3. Aseta suhde.
   200/80=x/63,6
4. Laske x.
   x = 159 kJ
5. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: kun 200 g CuO:ta liuotetaan suolahappoon, vapautuu 159 kJ lämpöä.

Termokemiallisen yhtälön laatiminen

Harjoittele:

Poltettaessa 6 g magnesiumia vapautuu 152 kJ lämpöä. Kirjoita termokemiallinen yhtälö magnesiumoksidin muodostumiselle.

Ratkaisu:

1. Kirjoita kemiallisen reaktion yhtälö, joka näyttää lämmön vapautumisen. Järjestä kertoimet.
   2Mg + O 2 \u003d 2MgO + Q
2. 
   

   6 g						152
   2Mg	+	O2	=	2MgO	+	K

3. Kirjoita aineiden kaavojen alle:
   a) aineen määrä (kertoimien mukaan);
   b) moolimassan tulo aineen määrällä. Aseta x reaktion lämmön alle.
   
4. Aseta suhde.
   6/(2×24)=152/x
5. Laske x (lämmön määrä yhtälön mukaan)
   x = 1216 kJ
6. Kirjoita vastaukseen termokemiallinen yhtälö.
   Vastaus: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ

Kaasutilavuuksien laskenta kemiallisten yhtälöiden mukaan

Harjoittele:

Kun ammoniakkia (NH 3) hapetetaan hapella katalyytin läsnä ollessa, muodostuu typpioksidia (II) ja vettä. Mikä tilavuus happea reagoi 20 litran ammoniakkia kanssa?

Ratkaisu:

1. Kirjoita reaktioyhtälö ja järjestä kertoimet.
   4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
2. Kirjoita tehtävän ehdon tiedot reaktioyhtälön yläpuolelle.
   

   20 l		x
   4NH3	+	5O2	=	4NO	+	6H2O

3. Kirjoita reaktioyhtälön alle aineiden määrät kertoimien mukaan.
   
4. Aseta suhde.
   20/4=x/5
5. Etsi x.
   x = 25 l
6. Kirjoita vastaus muistiin.
   Vastaus: 25 litraa happea.

Kaasumaisen tuotteen tilavuuden määrittäminen tunnetusta massasta epäpuhtauksia sisältävästä reagenssista

Harjoittele:

Mikä tilavuus (n.c.) hiilidioksidia (CO 2) vapautuu, kun 50 g marmoria (CaCO 3) sisältää 10 % epäpuhtauksia suolahapossa?

Ratkaisu:

1. Kirjoita kemiallisen reaktion yhtälö, järjestä kertoimet.
   CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2
2. Laske puhtaan CaCO 3:n määrä 50 g:ssa marmoria.
   ω (CaCO 3) \u003d 100 % - 10 % \u003d 90 %
   Muuntaaksesi ykkösen murto-osiksi, jaa 100%.
   w (CaCO 3) \u003d 90 % / 100 % \u003d 0,9
   m (CaCO 3) \u003d m (marmori) × w (CaCO 3) \u003d 50 × 0,9 \u003d 45 g
3. Kirjoita saatu arvo kalsiumkarbonaatin päälle reaktioyhtälöön. CO 2:n yläpuolelle laita x l.
   

   45 g								x
   CaCO3	+	2 HCl	=	CaCl2	+	H2O	+	CO2

4. Kirjoita aineiden kaavojen alle:
   a) aineen määrä kertoimien mukaan;
   b) moolimassan tulo aineen määrällä, jos puhumme aineen massasta, ja moolitilavuuden tulo aineen määrällä, jos puhumme aineen tilavuudesta.

   Seoksen koostumuksen laskeminen kemiallisen reaktioyhtälön mukaisesti

   Harjoittele:

   Metaanin ja hiilimonoksidin (II) seoksen täydellinen palaminen vaati saman määrän happea. Määritä kaasuseoksen koostumus tilavuusosuuksina.

   Ratkaisu:

   1. Kirjoita reaktioyhtälöt muistiin, järjestä kertoimet.
      CO + 1/2O 2 = CO 2
      CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
   2. Merkitse hiilimonoksidin (CO) määrä x:llä ja metaanin määrä y:llä
      

   45 g								x
   CaCO3	+	2 HCl	=

   X
   NIIN	+	1/2O 2	=	CO 2
   klo
   CH 4	+	2O 2	=	CO 2	+	2H 2O

5. Määritä hapen määrä, joka kuluu palamiseen x moolia CO:ta ja y moolia CH 4:a.
   

   X		0,5 x
   NIIN	+	1/2O 2	=	CO 2
   klo		2v
   CH 4	+	2O 2	=	CO 2	+	2H 2O

6. Tee johtopäätös happiaineen ja kaasuseoksen määrän suhteesta.
   Kaasujen tilavuuksien yhtäläisyys osoittaa ainemäärien yhtäläisyyden.
7. Kirjoita yhtälö.
   x + y = 0,5x + 2v
8. Yksinkertaista yhtälö.
   0,5 x = y
9. Ota CO:n määrä 1 moolia kohden ja määritä tarvittava määrä CH4:a.
   Jos x = 1, niin y = 0,5
10. Etsi aineen kokonaismäärä.
    x + y = 1 + 0,5 = 1,5
11. Määritä hiilimonoksidin (CO) ja metaanin tilavuusosuus seoksesta.
    φ(CO) \u003d 1/1,5 \u003d 2/3
    φ (CH 4) \u003d 0,5 / 1,5 \u003d 1/3
12. Kirjoita vastaus muistiin.
    Vastaus: CO:n tilavuusosuus on 2/3 ja CH 4:n 1/3.

Viitemateriaali:

jaksollinen järjestelmä

Liukoisuustaulukko

Keskustelimme yleisestä algoritmista ongelman nro 35 (C5) ratkaisemiseksi. On aika analysoida konkreettisia esimerkkejä ja tarjota sinulle valikoima tehtäviä itsenäiseen ratkaisuun.

Esimerkki 2. 5,4 g jonkin alkyynin täydellinen hydraus kuluttaa 4,48 litraa vetyä (n.a.) Määritä tämän alkyynin molekyylikaava.

Ratkaisu. Toimimme yleissuunnitelman mukaisesti. Olkoon tuntemattomassa alkyynimolekyylissä n hiiliatomia. Homologisen sarjan C n H 2n-2 yleinen kaava. Alkyenien hydraus etenee yhtälön mukaisesti:

CnH2n-2 + 2Н2 = CnH2n+2.

Reagoineen vedyn määrä saadaan kaavasta n = V/Vm. Tässä tapauksessa n = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol.

Yhtälö osoittaa, että 1 mooli alkyyniä lisää 2 moolia vetyä (muista, että ongelmatilanteessa puhumme saattaa loppuun hydraus), siksi n (CnH2n-2) = 0,1 mol.

Alkyenin massan ja määrän perusteella löydämme sen moolimassan: M (C n H 2n-2) \u003d m (massa) / n (määrä) \u003d 5,4 / 0,1 \u003d 54 (g / mol).

Alkyynin suhteellinen molekyylipaino koostuu n atomimassasta hiiltä ja 2n-2 atomimassasta vetyä. Saamme yhtälön:

12n + 2n - 2 = 54.

Ratkaisemme lineaarisen yhtälön, saamme: n \u003d 4. Alkyynikaava: C 4 H 6.

Vastaus: C4H6.

Haluan kiinnittää huomion yhteen merkittävään seikkaan: molekyylikaava C4H6 vastaa useita isomeerejä, mukaan lukien kaksi alkyyniä (butyyni-1 ja butyn-2). Näiden ongelmien perusteella emme voi yksiselitteisesti määrittää tutkittavan aineen rakennekaavaa. Tässä tapauksessa sitä ei kuitenkaan vaadita!

Esimerkki 3. Poltettaessa 112 l (n.a.) tuntematonta sykloalkaania happiylimäärässä muodostuu 336 l CO 2:ta. Aseta sykloalkaanin rakennekaava.

Ratkaisu. Yleinen kaava sykloalkaanien homologiselle sarjalle on: C n H 2n. Sykloalkaanien täydellisessä palamisessa, kuten kaikkien hiilivetyjen palaessa, muodostuu hiilidioksidia ja vettä:

C n H 2n + 1,5 n O 2 \u003d n CO 2 + n H 2 O.

Huomaa: reaktioyhtälön kertoimet riippuvat tässä tapauksessa n:stä!

Reaktion aikana muodostui 336 / 22,4 \u003d 15 mol hiilidioksidia. 112/22,4 = 5 mol hiilivetyä tuli reaktioon.

Lisäperustelut ovat ilmeisiä: jos 15 moolia CO 2:ta muodostuu 5 moolia sykloalkaania kohti, muodostuu 15 molekyyliä hiilidioksidia 5 hiilivetymolekyyliä kohti, eli yksi sykloalkaanimolekyyli antaa 3 molekyyliä CO 2:ta. Koska jokainen hiilimonoksidimolekyyli (IV) sisältää yhden hiiliatomin, voimme päätellä, että yksi sykloalkaanimolekyyli sisältää 3 hiiliatomia.

Johtopäätös: n \u003d 3, sykloalkaanin kaava on C 3 H 6.

Kuten näette, tämän ongelman ratkaisu ei "sovi" yleiseen algoritmiin. Emme etsineet tästä yhdisteen moolimassaa, emme tehneet yhtälöä. Muodollisten kriteerien mukaan tämä esimerkki ei ole samanlainen kuin standardi C5-tehtävä. Mutta edellä olen jo korostanut, että on tärkeää olla muistamatta algoritmia, vaan ymmärtää suoritettujen toimien MERKITYS. Jos ymmärrät merkityksen, voit itse tehdä muutoksia yleiseen järjestelmään kokeessa, valita järkevin tapa ratkaista se.

Tässä esimerkissä on toinen "outollisuus": on välttämätöntä löytää yhdisteen molekyylin lisäksi myös rakennekaava. Edellisessä tehtävässä emme onnistuneet tässä, mutta tässä esimerkissä - kiitos! Tosiasia on, että kaava C3H6 vastaa vain yhtä isomeeriä - syklopropaania.

Vastaus: syklopropaani.

Esimerkki 4. 116 g jonkin verran rajoittavaa aldehydiä kuumennettiin pitkään hopeaoksidin ammoniakkiliuoksella. Reaktion aikana muodostui 432 g metallista hopeaa. Aseta aldehydin molekyylikaava.

Ratkaisu. Yleinen kaava homologiselle rajoittavien aldehydien sarjalle on: C n H 2n+1 COH. Aldehydit hapetetaan helposti karboksyylihapoiksi, erityisesti hopeaoksidin ammoniakkiliuoksen vaikutuksesta:

C n H 2n + 1 COH + Ag 2 O \u003d C n H 2n + 1 COOH + 2Ag.

Merkintä. Todellisuudessa reaktiota kuvataan monimutkaisemmalla yhtälöllä. Kun Ag20 lisätään ammoniakin vesiliuokseen, muodostuu monimutkainen yhdiste OH - diamiinihopeahydroksidi. Tämä yhdiste toimii hapettavana aineena. Reaktion aikana muodostuu karboksyylihapon ammoniumsuola:

C n H 2n + 1 COH + 2OH \u003d C n H 2n + 1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

Toinen tärkeä pointti! Formaldehydin (HCOH) hapettumista ei kuvata yllä olevalla yhtälöllä. Kun HCOH reagoi hopeaoksidin ammoniakkiliuoksen kanssa, vapautuu 4 mol Ag:tä yhtä moolia kohti aldehydiä:

НCOH + 2Ag 2 O \u003d CO 2 + H 2 O + 4Ag.

Ole varovainen ratkaiseessasi karbonyyliyhdisteiden hapettumiseen liittyviä ongelmia!

Palataanpa esimerkkiimme. Vapautuneen hopean massasta löydät tämän metallin määrän: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). Yhtälön mukaisesti muodostuu 2 moolia hopeaa per 1 mooli aldehydiä, joten n (aldehydi) \u003d 0,5n (Ag) \u003d 0,5 * 4 \u003d 2 mol.

Aldehydin moolimassa = 116/2 = 58 g/mol. Yritä tehdä seuraavat vaiheet itse: sinun on tehtävä yhtälö, ratkaistava se ja tehtävä johtopäätökset.

Vastaus: C2H5COH.

Esimerkki 5. Kun 3,1 g primääristä amiinia saatetaan reagoimaan riittävän määrän HBr:n kanssa, muodostuu 11,2 g suolaa. Aseta amiinikaava.

Ratkaisu. Primääriset amiinit (Cn H 2n + 1 NH 2) muodostavat vuorovaikutuksessa happojen kanssa alkyyliammoniumsuoloja:

CnH2n+1NH2+HBr = [CnH2n+1NH3] + Br-.

Valitettavasti amiinin ja tuloksena olevan suolan massan perusteella emme pysty löytämään niiden määriä (koska moolimassat ovat tuntemattomia). Mennään toisin päin. Muista massan säilymisen laki: m(amiini) + m(HBr) = m(suola), joten m(HBr) = m(suola) - m(amiini) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Kiinnitä huomiota tähän tekniikkaan, jota käytetään hyvin usein C 5:n ratkaisemisessa. Vaikka reagenssin massaa ei ole nimenomaisesti annettu ongelman tilassa, voit yrittää löytää sen muiden yhdisteiden massoista.

Olemme siis palanneet vakioalgoritmin valtavirtaan. Bromivedyn massasta saadaan määrä, n(HBr) = n(amiini), M(amiini) = 31 g/mol.

Vastaus: CH3NH2.

Esimerkki 6. Tietty määrä alkeenia X muodostaa vuorovaikutuksessa klooriylimäärän kanssa 11,3 g dikloridia ja kun se reagoi ylimäärän bromia kanssa, 20,2 g dibromidia. Määritä X:n molekyylikaava.

Ratkaisu. Alkeenit lisäävät klooria ja bromia dihalogeenijohdannaisten muodostamiseksi:

C n H 2n + Cl 2 \u003d C n H 2n Cl 2,

C n H 2n + Br 2 \u003d C n H 2 n Br 2.

Tässä ongelmassa on turha yrittää löytää dikloridin tai dibromidin määrää (niiden moolimassaa ei tiedetä) tai kloorin tai bromin määriä (niiden massoja ei tunneta).

Käytämme yhtä epätyypillistä tekniikkaa. C n H 2n Cl 2:n moolimassa on 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M (C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

Dihalogenidien massat tunnetaan myös. Löydät saatujen aineiden määrän: n (C n H 2n Cl 2) \u003d m / M \u003d 11,3 / (14n + 71). n (CnH2nBr2) \u003d 20,2/(14n + 160).

Sopimuksen mukaan dikloridin määrä on yhtä suuri kuin dibromidin määrä. Tämä tosiasia antaa meille mahdollisuuden tehdä yhtälö: 11.3 / (14n + 71) = 20.2 / (14n + 160).

Tällä yhtälöllä on ainutlaatuinen ratkaisu: n = 3.

Vastaus: C3H6

Viimeisessä osassa tarjoan sinulle valikoiman C5-tyypin ongelmia, joiden monimutkaisuus vaihtelee. Yritä ratkaista ne itse - se on loistava harjoitus ennen kemian tentin läpäisemistä!