Analyse van oge-taken in de chemie. OGE in de chemie

Lesontwikkeling (lesnotities)

Aandacht! De site voor het beheer van de site is niet verantwoordelijk voor de inhoud van methodologische ontwikkelingen, noch voor de naleving van de ontwikkeling van de federale staatsonderwijsnorm.

Vraag nr. 21 van het examenmateriaal van de OGE in de chemie is een taak over de vergelijking van een chemische reactie. De Specificatie controlemeetmaterialen voor het staatsexamen scheikunde in 2018 geeft de volgende beproefde vaardigheden en werkwijzen aan bij het uitvoeren van deze taak: « Berekening van de massafractie van een opgeloste stof in een oplossing. Berekening van de hoeveelheid van een stof, massa of volume van een stof uit de hoeveelheid van een stof, massa of volume van een van de reactanten of reactieproducten. De analyse van demonstratiewerken en taken van de open bank maakte het mogelijk om drie soorten taken te onderscheiden die in de examenpapieren werden gebruikt. Ter voorbereiding op de OGE los ik met studenten voorbeelden van taken van elk type op en bied ik vergelijkbare taken aan die zijn geselecteerd uit een open bank voor onafhankelijke oplossing. Bij het oplossen van problemen met de vergelijkingen van chemische reacties, gebruik ik het algoritme dat wordt gepresenteerd in het scheikundeboek van groep 8 van O.S. Gabrielyan.

1 soort

De massa van een oplossing van het product of een van de initiële stoffen van de reactie wordt gegeven. Bereken de massa (volume) van de uitgangsstof of het reactieproduct.

1 actie: we berekenen de massa van het product of een van de initiële stoffen van de reactie.

2 actie: we berekenen de massa of het volume van de oorspronkelijke stof volgens het algoritme.

Taak voorbeeld: Tot oplossing aluminiumchloride met een gewicht van 53,2 g en een massafractie van 5%, werd een overmaat zilvernitraatoplossing toegevoegd. Bereken de massa van het gevormde neerslag.

Analyse van de oplossing

1. Tot oplossing aluminiumsulfaat met een gewicht van 34,2 g en een massafractie van 10%, werd een overmaat van een oplossing van bariumnitraat toegevoegd. Bereken de massa van het gevormde neerslag.
2. Kooldioxide werd door een oplossing van calciumhydroxide geleid. Gevormd 324 g oplossing calciumbicarbonaat met een massafractie van 1%. Bereken het volume van het gereageerde gas.

2e weergave

De massa van een oplossing van een stof of reactieproduct wordt gegeven. Bereken de massafractie van een stof of reactieproduct.

1 actie: volgens het algoritme berekenen we de massa van de oorspronkelijke stof (product) van de reactie. We besteden geen aandacht aan de massa van zijn oplossing.

2 actie: We kennen de massa van de oorspronkelijke stof (product) - gevonden in de eerste stap. We kennen de massa van de oplossing - gegeven in de voorwaarde. We vinden de massafractie.

Taak voorbeeld: 73 gram oplossing zoutzuur werd gemengd met een portie calciumcarbonaat. Hierbij kwam 0,896 liter gas vrij. Bereken de massafractie van het origineel oplossing van zoutzuur.

Analyse van de oplossing

2. ω \u003d m (in-va) / m (r-ra) 100%

ω \u003d 2,92 / 73 100 \u003d 4%

Taken voor onafhankelijke oplossing.

1. Met 200 g oplossing natriumcarbonaatoplossing werd toegevoegd totdat de precipitatie ophield. De precipitaatmassa was 12,0 g Bereken de massafractie van calciumchloride in de initiële oplossing. (Neem de relatieve atomaire massa van chloor gelijk aan 35,5)
2. Na het passeren van 4,4 g kooldioxide door 320 g oplossing kaliumhydroxide kreeg een oplossing van medium zout. Bereken de massafractie van alkali in de oplossing

3 soorten:

De massafractie van de oorspronkelijke stofoplossing wordt gegeven. Bepaal de massa van het uitgangsmateriaal.

1 actie. Zoek met behulp van het algoritme de massa van de oorspronkelijke stof.

2 Actie. We kennen de massa van de oorspronkelijke substantie (volgens de eerste actie). We kennen de massafractie (van de voorwaarde). Zoek de massa van de oplossing.

Taak voorbeeld: aan een oplossing van kaliumcarbonaat met een massafractie van 6% werd een overmaat van een oplossing van bariumchloride toegevoegd. Als resultaat werd een neerslag gevormd met een massa van 9,85 g. Bepaal de massa van de initiële kaliumcarbonaatoplossing.

Analyse van de oplossing

2. ω \u003d m (in-va) / m (r-ra) 100%

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

Taken voor onafhankelijke oplossing

1. Nadat 11,2 1 (n.v.t.) ammoniak door een 10% zwavelzuuroplossing was geleid, werd een oplossing van gemiddeld zout verkregen. Bepaal de massa van de initiële zwavelzuuroplossing.
2. Bij het leiden van 4,48 l kooldioxide (n.o.) door een oplossing van bariumhydroxide met een massafractie van 12%, werd bariumcarbonaat gevormd. Bereken de massa van de oorspronkelijke bariumhydroxideoplossing.

Algoritme voor het oplossen van problemen volgens de vergelijkingen van chemische reacties

1. Een korte uiteenzetting van de probleemstelling.
2. Het schrijven van de vergelijking van een chemische reactie.
3. Het schrijven van bekende en onbekende hoeveelheden over de formules van stoffen.
4. Noteer onder de formules van stoffen hoeveelheden, molaire massa's en massa's (of molaire volumes en volumes) van stoffen.
5. Proporties opstellen en oplossen.
6. Schrijf een taakantwoord.

In deze sectie systematiseer ik de analyse van taken uit de OGE in de chemie. Net als bij de sectie vindt u gedetailleerde analyses met instructies voor het oplossen van typische problemen in de chemie in de OGE rang 9. Voordat ik elk blok van typische taken analyseer, geef ik een theoretische achtergrond, zonder welke de oplossing van deze taak onmogelijk is. Aan de ene kant is theorie net zoveel als genoeg om te weten om de taak met succes te voltooien. Anderzijds heb ik geprobeerd de theoretische stof in een interessante en begrijpelijke taal te beschrijven. Ik weet zeker dat je na training in mijn materialen niet alleen met succes de OGE in chemie zult halen, maar ook verliefd zult worden op dit onderwerp.

Algemene informatie over het examen

OGE in de chemie bestaat uit drie onderdelen.

In het eerste deel 15 taken met één antwoord- dit is het eerste niveau en de taken daarin zijn eenvoudig, met natuurlijk basiskennis van scheikunde. Deze taken vereisen geen berekeningen, behalve voor taak 15.

Het tweede deel bestaat uit: vier vragen- in de eerste twee - 16 en 17 is het noodzakelijk om twee juiste antwoorden te kiezen, en in 18 en 19 om de waarden of uitspraken uit de rechterkolom te correleren met de linkerkolom.

Het derde deel is probleemoplossing. Bij 20 moet je de reactie gelijkmaken en de coëfficiënten bepalen, en bij 21 het rekenprobleem oplossen.

vierde deel - praktisch, eenvoudig, maar je moet voorzichtig en voorzichtig zijn, zoals altijd bij het werken met scheikunde.

Totaal werk gegeven 140 minuten.

Hieronder worden typische taakopties geanalyseerd, vergezeld van de theorie die nodig is voor het oplossen. Alle taken zijn thematisch - voor elke taak staat een onderwerp voor algemeen begrip.

Methodologie voor het oplossen van problemen in de chemie

Bij het oplossen van problemen moet u zich laten leiden door een paar eenvoudige regels:

1. Lees aandachtig de toestand van het probleem;
2. Schrijf op wat er wordt gegeven;
3. Converteer, indien nodig, eenheden van fysieke hoeveelheden naar SI-eenheden (sommige niet-systemische eenheden zijn toegestaan, zoals liters);
4. Noteer, indien nodig, de reactievergelijking en rangschik de coëfficiënten;
5. Los het probleem op met behulp van het concept van de hoeveelheid stof, en niet de methode van het opstellen van verhoudingen;
6. Schrijf het antwoord op.

Om je met succes in de chemie voor te bereiden, moet je de oplossingen voor de problemen in de tekst zorgvuldig overwegen en een voldoende aantal zelfstandig oplossen. Tijdens het oplossen van problemen zullen de belangrijkste theoretische bepalingen van de cursus scheikunde worden vastgesteld. Het is noodzakelijk om problemen op te lossen gedurende de hele tijd van het studeren van scheikunde en de voorbereiding op het examen.

U kunt de taken op deze pagina gebruiken, of u kunt een goede verzameling taken en oefeningen downloaden met de oplossing van typische en gecompliceerde taken (M.I. Lebedeva, I.A. Ankudimova): download.

Mol, molaire massa

Molaire massa is de verhouding van de massa van een stof tot de hoeveelheid van een stof, d.w.z.

М(х) = m(x)/ν(x), (1)

waarbij M(x) de molaire massa van stof X is, m(x) de massa van stof X is, ν(x) de hoeveelheid stof X is. De SI-eenheid voor molaire massa is kg/mol, maar g/mol wordt meestal gebruikt. De eenheid van massa is g, kg. De SI-eenheid voor de hoeveelheid van een stof is de mol.

Elk scheikunde probleem opgelost door de hoeveelheid materie. Onthoud de basisformule:

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

waarbij V(x) het volume van de stof Х(l) is, Vm het molaire gasvolume (l/mol), N het aantal deeltjes is, NA de constante van Avogadro.

1. Bepaal de massa natriumjodide NaI hoeveelheid stof 0,6 mol.

Gegeven: ν(NaI)= 0,6 mol.

Vind: m(NaI) =?

Oplossing. De molaire massa van natriumjodide is:

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

Bepaal de massa van NaI:

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

2. Bepaal de hoeveelheid stof atomair boor in natriumtetraboraat Na 2 B 4 O 7 met een gewicht van 40,4 g.

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

Vind: ν(B)=?

Oplossing. De molaire massa van natriumtetraboraat is 202 g/mol. Bepaal de hoeveelheid stof Na 2 B 4 O 7:

ν (Na 2 B 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.

Bedenk dat 1 mol natriumtetraboraatmolecuul 2 mol natriumatomen, 4 mol booratomen en 7 mol zuurstofatomen bevat (zie de formule van natriumtetraboraat). Dan is de hoeveelheid atomaire boorsubstantie: ν (B) \u003d 4 ν (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.

Berekeningen met chemische formules. Massa delen.

De massafractie van een stof is de verhouding van de massa van een bepaalde stof in het systeem tot de massa van het hele systeem, d.w.z. ω(X) =m(X)/m, waarbij ω(X) de massafractie van stof X is, m(X) de massa van stof X is, m de massa van het hele systeem is. Massafractie is een dimensieloze grootheid. Het wordt uitgedrukt als een fractie van een eenheid of als een percentage. De massafractie van atomaire zuurstof is bijvoorbeeld 0,42, of 42%, d.w.z. ω(O)=0,42. De massafractie van atomair chloor in natriumchloride is 0,607 of 60,7%, d.w.z. (Cl)=0,607.

3. Bepaal de massafractie kristalwater in bariumchloridedihydraat BaCl 2 2H 2 O.

Oplossing: De molaire massa van BaCl 2 2H 2 O is:

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

Uit de formule BaCl 2 2H 2 O volgt dat 1 mol bariumchloridedihydraat 2 mol H 2 O bevat. Hieruit kunnen we de massa water in BaCl 2 2H 2 O bepalen:

m(H 2 O) \u003d 2 18 \u003d 36 g.

We vinden de massafractie van kristallisatiewater in bariumchloridedihydraat 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. Uit een gesteentemonster met een gewicht van 25 g dat het mineraal argentiet Ag2S bevatte, werd zilver met een gewicht van 5,4 g geïsoleerd. Bepaal de massafractie argentite in het monster.

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

Vind: ω(Ag2S) =?

Oplossing: we bepalen de hoeveelheid zilversubstantie in argentite: ν (Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol.

Uit de formule Ag 2 S volgt dat de hoeveelheid zilverstof de helft is van de hoeveelheid zilverstof. Bepaal de hoeveelheid argentite stof:

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

We berekenen de massa van argentite:

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

Nu bepalen we de massafractie van argentite in een gesteentemonster met een gewicht van 25 g.

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

Afleiding van samengestelde formules

5. Bepaal de eenvoudigste samengestelde formule kalium met mangaan en zuurstof, als de massafracties van elementen in deze stof respectievelijk 24,7, 34,8 en 40,5% zijn.

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

Vind: samengestelde formule.

Oplossing: voor berekeningen selecteren we de massa van de verbinding, gelijk aan 100 g, d.w.z. m=100 g Massa's kalium, mangaan en zuurstof zijn:

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

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

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

We bepalen de hoeveelheid stoffen van atomair kalium, mangaan en zuurstof:

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

We vinden de verhouding van de hoeveelheden stoffen:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Als we de rechterkant van de vergelijking delen door een kleiner getal (0,63) krijgen we:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4.

Daarom is de eenvoudigste formule van de KMnO 4-verbinding.

6. Bij de verbranding van 1,3 g van de stof ontstond 4,4 g koolmonoxide (IV) en 0,9 g water. Zoek de molecuulformule stof als de waterstofdichtheid 39 is.

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

Vind: de formule van de stof.

Oplossing: Ga ervan uit dat de stof die u zoekt koolstof, waterstof en zuurstof bevat, want tijdens de verbranding ontstonden CO 2 en H 2 O. Vervolgens is het nodig om de hoeveelheden van de stoffen CO 2 en H 2 O te vinden om de hoeveelheden stoffen van atomaire koolstof, waterstof en zuurstof te bepalen.

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

ν (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / M (H 2 O) \u003d 0,9 / 18 \u003d 0,05 mol.

We bepalen de hoeveelheid stoffen van atomaire koolstof en waterstof:

(C)= (C02); v(C)=0,1 mol;

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

Daarom zullen de massa's van koolstof en waterstof gelijk zijn:

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

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

We bepalen de kwalitatieve samenstelling van de stof:

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

De stof bestaat dus alleen uit koolstof en waterstof (zie de toestand van het probleem). Laten we nu het molecuulgewicht bepalen, gebaseerd op het gegeven in de voorwaarde taken dichtheid van een stof ten opzichte van waterstof.

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

ν(C) : ν(H) = 0,1: 0,1

Als we de rechterkant van de vergelijking delen door het getal 0,1, krijgen we:

ν(C) : ν(H) = 1: 1

Laten we het aantal koolstofatomen (of waterstofatomen) als "x" nemen, dan, door "x" te vermenigvuldigen met de atoommassa's van koolstof en waterstof en dit bedrag gelijk te stellen aan het molecuulgewicht van de stof, lossen we de vergelijking op:

12x + x \u003d 78. Vandaar x \u003d 6. Daarom is de formule van de stof C 6 H 6 benzeen.

Molair volume van gassen. Wetten van ideale gassen. Volumefractie.

Het molaire volume van een gas is gelijk aan de verhouding van het gasvolume tot de hoeveelheid stof van dit gas, d.w.z.

Vm = V(X)/ ν(x),

waarbij V m het molaire gasvolume is - een constante waarde voor elk gas onder bepaalde omstandigheden; V(X) is het gasvolume X; ν(x) is de hoeveelheid gasstof X. Het molaire volume van gassen onder normale omstandigheden (normale druk p n = 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa en temperatuur Tn = 273,15 K ≈ 273 K) is V m = 22,4 l /mol.

Bij berekeningen met gassen is het vaak nodig om van deze condities over te schakelen naar normale condities of vice versa. In dit geval is het handig om de formule te gebruiken die volgt uit de gecombineerde gaswet van Boyle-Mariotte en Gay-Lussac:

──── = ─── (3)

Waar p is druk; V is het volume; T is de temperatuur in de Kelvin-schaal; de index "n" geeft normale omstandigheden aan.

De samenstelling van gasmengsels wordt vaak uitgedrukt met behulp van een volumefractie - de verhouding van het volume van een bepaalde component tot het totale volume van het systeem, d.w.z.

waarbij φ(X) de volumefractie van de X-component is; V(X) is het volume van de X-component; V is het volume van het systeem. De volumefractie is een dimensieloze grootheid, deze wordt uitgedrukt in fracties van een eenheid of als een percentage.

7. Wat? volume neemt bij een temperatuur van 20 ° C en een druk van 250 kPa ammoniak met een gewicht van 51 g?

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

Vind: V(NH 3) \u003d?

Oplossing: bepaal de hoeveelheid ammoniakstof:

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

Het volume ammoniak onder normale omstandigheden is:

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

Met behulp van formule (3) brengen we het volume ammoniak onder deze omstandigheden [temperatuur 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. Bepaal volume, die onder normale omstandigheden een gasmengsel bevat dat waterstof bevat, met een gewicht van 1,4 g en stikstof, met een gewicht van 5,6 g.

Gegeven: m(N2)=5,6 g; m(H2)=1,4; goed.

Vind: V(mengsel)=?

Oplossing: vind de hoeveelheid stof waterstof en stikstof:

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

Aangezien deze gassen onder normale omstandigheden geen interactie met elkaar hebben, zal het volume van het gasmengsel gelijk zijn aan de som van de volumes gassen, d.w.z.

V (mengsels) \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.

Berekeningen door chemische vergelijkingen

Berekeningen volgens chemische vergelijkingen (stoichiometrische berekeningen) zijn gebaseerd op de wet van behoud van de massa van stoffen. In echte chemische processen is de massa van de resulterende producten vanwege een onvolledige reactie en verschillende verliezen van stoffen echter vaak minder dan die zou moeten worden gevormd in overeenstemming met de wet van behoud van de massa van stoffen. De opbrengst van het reactieproduct (of de massafractie van de opbrengst) is de verhouding van de massa van het werkelijk verkregen product, uitgedrukt als een percentage, tot zijn massa, die gevormd zou moeten worden in overeenstemming met de theoretische berekening, d.w.z.

η = /m(X) (4)

Waar η de productopbrengst is, %; m p (X) - de massa van het product X verkregen in het echte proces; m(X) is de berekende massa van stof X.

Bij die taken waarbij de productopbrengst niet is gespecificeerd, wordt aangenomen dat deze kwantitatief (theoretisch) is, d.w.z. =100%.

9. Welke massa fosfor moet worden verbrand? voor het krijgen van fosforoxide (V) met een gewicht van 7,1 g?

Gegeven: m(P 2 O 5) \u003d 7,1 g.

Vind: m(P) =?

Oplossing: we schrijven de vergelijking voor de verbrandingsreactie van fosfor en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

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

We bepalen de hoeveelheid stof P 2 O 5 die bij de reactie wordt verkregen.

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

Uit de reactievergelijking volgt dat ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P), daarom is de hoeveelheid fosfor die nodig is in de reactie:

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

Vanaf hier vinden we de massa fosfor:

m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. Magnesium met een gewicht van 6 g en zink met een gewicht van 6,5 g werden opgelost in een overmaat zoutzuur. Welk volume waterstof, gemeten onder normale omstandigheden, uitblinken waarin?

Gegeven: m(Mg)=6 g; m(Zn)=6,5 g; goed.

Vind: V(H2) =?

Oplossing: we noteren de reactievergelijkingen voor de interactie van magnesium en zink met zoutzuur en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

Zn + 2 HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl \u003d MgCl 2 + H 2

We bepalen de hoeveelheid magnesium- en zinkstoffen die reageerden met zoutzuur.

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.

Uit de reactievergelijkingen volgt dat de hoeveelheid van de stof van het metaal en waterstof gelijk is, d.w.z. ν (Mg) \u003d ν (H 2); ν (Zn) \u003d ν (H 2), we bepalen de hoeveelheid waterstof als gevolg van twee reacties:

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

We berekenen het volume waterstof dat vrijkomt als gevolg van de reactie:

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

11. Bij het leiden van waterstofsulfide met een volume van 2,8 liter (normale omstandigheden) door een overmaat koper(II)sulfaatoplossing, vormde zich een neerslag met een gewicht van 11,4 g. Bepaal de uitgang reactie product.

Gegeven: V(H2S)=2,8 l; m(neerslag) = 11,4 g; goed.

Vind: η =?

Oplossing: we schrijven de reactievergelijking voor de interactie van waterstofsulfide en koper(II)sulfaat.

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

Bepaal de hoeveelheid waterstofsulfidestof die bij de reactie betrokken is.

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

Uit de reactievergelijking volgt dat ν (H 2 S) \u003d ν (СuS) \u003d 0,125 mol. Dus je kunt de theoretische massa van CuS vinden.

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

Nu bepalen we de productopbrengst met formule (4):

η = /m(X)= 11,4 100/12 = 95%.

12. Wat? gewicht ammoniumchloride wordt gevormd door de interactie van waterstofchloride met een gewicht van 7,3 g met ammoniak met een gewicht van 5,1 g? Welk gas blijft er over? Bepaal de massa van het overschot.

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

Vind: m(NH4Cl) =? m(overschot) =?

Oplossing: schrijf de reactievergelijking.

HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl

Deze taak is voor "overschot" en "tekort". We berekenen de hoeveelheid waterstofchloride en ammoniak en bepalen welk gas in overmaat is.

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

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

Er is teveel ammoniak, dus de berekening is gebaseerd op het tekort, d.w.z. door waterstofchloride. Uit de reactievergelijking volgt dat ν (HCl) \u003d ν (NH 4 Cl) \u003d 0,2 mol. Bepaal de massa van ammoniumchloride.

m (NH 4 Cl) \u003d ν (NH 4 Cl) M (NH 4 Cl) \u003d 0,2 53,5 \u003d 10,7 g.

We hebben vastgesteld dat er een overmaat aan ammoniak is (afhankelijk van de hoeveelheid stof is de overmaat 0,1 mol). Bereken de massa overtollige ammoniak.

m (NH 3) \u003d ν (NH 3) M (NH 3) \u003d 0,1 17 \u003d 1,7 g.

13. Technisch calciumcarbide met een gewicht van 20 g werd behandeld met overmaat water om acetyleen te verkrijgen, dat, wanneer het door een overmaat broomwater werd geleid, 1,1,2,2-tetrabroomethaan met een gewicht van 86,5 g vormde. massafractie SaS 2 in technisch carbide.

Gegeven: m = 20 g; m(C 2 H 2 Br 4) \u003d 86,5 g.

Vind: ω (CaC 2) \u003d?

Oplossing: we noteren de interactievergelijkingen van calciumcarbide met water en acetyleen met broomwater en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

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

Zoek de hoeveelheid stof tetrabroomethaan.

ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d m (C 2 H 2 Br 4) / M (C 2 H 2 Br 4) \u003d 86.5 / 346 \u003d 0.25 mol.

Uit de reactievergelijkingen volgt dat ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d ν (C 2 H 2) \u003d ν (CaC 2) \u003d 0,25 mol. Vanaf hier kunnen we de massa puur calciumcarbide (zonder onzuiverheden) vinden.

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

We bepalen de massafractie van CaC 2 in technisch carbide.

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

Oplossingen. Massafractie van de oplossingscomponent

14. Zwavel met een gewicht van 1,8 g werd opgelost in benzeen met een volume van 170 ml De dichtheid van benzeen is 0,88 g / ml. Bepalen massafractie zwavel in oplossing.

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

Vind: ω(S) =?

Oplossing: om de massafractie van zwavel in de oplossing te vinden, is het noodzakelijk om de massa van de oplossing te berekenen. Bepaal de massa van benzeen.

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

Zoek de totale massa van de oplossing.

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

Bereken de massafractie van zwavel.

ω(S) \u003d m (S) / m \u003d 1.8 / 151.4 \u003d 0.0119 \u003d 1.19%.

15. IJzersulfaat FeSO 4 7H 2 O met een gewicht van 3,5 g werd opgelost in water met een gewicht van 40 g massafractie van ijzersulfaat (II) in de resulterende oplossing.

Gegeven: m(H20)=40 g; m (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 3,5 g.

Vind: ω(FeSO4) =?

Oplossing: bereken de massa van FeSO 4 in FeSO 4 7H 2 O. Bereken hiervoor de hoeveelheid van de stof FeSO 4 7H 2 O.

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

Uit de formule van ferrosulfaat volgt dat ν (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 0,0125 mol. Bereken de massa van FeSO 4:

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

Aangezien de massa van de oplossing bestaat uit de massa ferrosulfaat (3,5 g) en de massa water (40 g), berekenen we de massafractie ferrosulfaat in de oplossing.

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

Taken voor onafhankelijke oplossing

1. 50 g methyljodide in hexaan werd behandeld met natriummetaal en 1,12 liter gas, gemeten onder normale omstandigheden, kwam vrij. Bepaal de massafractie van methyljodide in de oplossing. Antwoorden: 28,4%.
2. Een deel van de alcohol werd geoxideerd om een ​​monobasisch carbonzuur te vormen. Bij verbranding van 13,2 g van dit zuur werd kooldioxide verkregen, voor de volledige neutralisatie waarvan 192 ml van een KOH-oplossing met een massafractie van 28% nodig was. De dichtheid van de KOH-oplossing is 1,25 g/ml. Bepaal de formule voor alcohol. Antwoorden: butanol.
3. Het gas verkregen door de interactie van 9,52 g koper met 50 ml van een 81% -oplossing van salpeterzuur, met een dichtheid van 1,45 g / ml, werd geleid door 150 ml van een 20% NaOH-oplossing met een dichtheid van 1,22 g / ml. Bepaal de massafracties van opgeloste stoffen. Antwoorden: 12,5% NaOH; 6,48% NaN03; 5,26% NaN02.
4. Bepaal het volume aan gassen dat vrijkomt tijdens de explosie van 10 g nitroglycerine. Antwoorden: 7,15 l.
5. Een monster van organisch materiaal met een gewicht van 4,3 g werd in zuurstof verbrand. De reactieproducten zijn koolmonoxide (IV) met een volume van 6,72 liter (normale omstandigheden) en water met een massa van 6,3 g. De dampdichtheid van de uitgangsstof voor waterstof is 43. Bepaal de formule van de stof. Antwoorden: C 6 H 14 .

Het oplossen van schoolproblemen in de scheikunde kan voor schoolkinderen enkele moeilijkheden opleveren, daarom geven we een aantal voorbeelden van het oplossen van de belangrijkste soorten problemen in de scheikunde op school met een gedetailleerde analyse.

Om problemen in de chemie op te lossen, moet u een aantal formules kennen die in de onderstaande tabel worden vermeld. Als je deze eenvoudige set op de juiste manier gebruikt, kun je bijna elk probleem uit de scheikunde oplossen.

De massa van een bepaalde hoeveelheid van een stof berekenen

Oefening:

Bepaal de massa van 5 mol water (H 2 O).

Oplossing:

1. Bereken de molaire massa van een stof met behulp van het periodiek systeem van D.I. Mendelejev. De massa's van alle atomen worden naar boven afgerond op eenheden, chloor - tot 35,5.
   M(H2O)=2×1+16=18 g/mol
2. Vind de massa van water met behulp van de formule:
   m \u003d ν × M (H 2 O) \u003d 5 mol × 18 g / mol \u003d 90 g
3. Reactie opnemen:
   Antwoord: De massa van 5 mol water is 90 g.

Berekening opgeloste massafractie

Oefening:

Bereken de massafractie van zout (NaCl) in de oplossing die wordt verkregen door 25 g zout op te lossen in 475 g water.

Oplossing:

1. Noteer de formule voor het vinden van de massafractie:
   ω (%) \u003d (m in-va / m-oplossing) × 100%
2. Zoek de massa van de oplossing.
   m oplossing \u003d m (H 2 O) + m (NaCl) \u003d 475 + 25 \u003d 500 g
3. Bereken de massafractie door de waarden in de formule te vervangen.
   ω (NaCl) \u003d (m in-va / m-oplossing) × 100% = (25/500)×100%=5%
4. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de massafractie van NaCl is 5%

Berekening van de massa van een stof in een oplossing door zijn massafractie

Oefening:

Hoeveel gram suiker en water moet je nemen om 200 g van een 5%-oplossing te krijgen?

Oplossing:

1. Noteer de formule voor het bepalen van de massafractie van een opgeloste stof.
   ω=m in-va /m r-ra → m in-va = m r-ra ×ω
2. Bereken de massa zout.
   m in-va (zout) \u003d 200 × 0,05 \u003d 10 g
3. Bepaal de massa van het water.
   m (H 2 O) \u003d m (oplossing) - m (zout) \u003d 200 - 10 \u003d 190 g
4. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: je moet 10 g suiker en 190 g water nemen

Bepaling van de opbrengst van het reactieproduct in% van de theoretisch mogelijke

Oefening:

Bereken de opbrengst aan ammoniumnitraat (NH 4 NO 3) in% van het theoretisch mogelijke als 380 g mest wordt verkregen door 85 g ammoniak (NH 3) in een oplossing van salpeterzuur (HNO 3) te leiden.

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van een chemische reactie en rangschik de coëfficiënten
   NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NEE 3
2. Schrijf de gegevens van de toestand van het probleem boven de reactievergelijking.
   

   m = 85 g				m p. = 380 g
   NH3	+	HNO3	=	NH4NO3

3. Bereken onder de formules van stoffen de hoeveelheid van de stof volgens de coëfficiënten als het product van de hoeveelheid van de stof en de molaire massa van de stof:
   
4. Er is een praktisch verkregen massa ammoniumnitraat bekend (380 g). Om de theoretische massa van ammoniumnitraat te bepalen, stel een verhouding op:
   85/17=x/380
   
5. Los de vergelijking op, vind x.
   x=400 g theoretische massa ammoniumnitraat
6. Bepaal de opbrengst van het reactieproduct (%), verwijs de praktische massa naar de theoretische en vermenigvuldig dit met 100%
   η=m pr. /m theorie. =(380/400)×100%=95%
7. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de opbrengst aan ammoniumnitraat was 95%.

Berekening van de massa van het product uit de bekende massa van het reagens dat een bepaald aandeel onzuiverheden bevat

Oefening:

Bereken de massa calciumoxide (CaO) die wordt verkregen door 300 g kalksteen (CaCO 3) met 10% onzuiverheden te stoken.

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op, zet de coëfficiënten.
   CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
2. Bereken de massa zuiver CaCO 3 in kalksteen.
   ω (puur) \u003d 100% - 10% \u003d 90% of 0,9;
   m (CaCO 3) \u003d 300 × 0,9 \u003d 270 g
3. De resulterende massa van CaCO 3 wordt geschreven over de formule CaCO 3 in de reactievergelijking. De gewenste massa CaO wordt aangegeven met x.
   

   270 gram		x r
   CaCO 3	=	CaO	+	CO2

4. Schrijf onder de formules van stoffen in de vergelijking de hoeveelheid van de stof (volgens de coëfficiënten); het product van de hoeveelheden stoffen door hun molaire massa (moleculaire massa van CaCO 3 \u003d 100 , CaO = 56 ).
   
5. Stel een verhouding in.
   270/100=x/56
6. Los De vergelijking op.
   x = 151,2 g
7. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de massa calciumoxide is 151,2 g

Berekening van de massa van het reactieproduct, als de opbrengst van het reactieproduct bekend is

Oefening:

Hoeveel g ammoniumnitraat (NH 4 NO 3) kan worden verkregen door 44,8 liter ammoniak (n.v.t.) te laten reageren met salpeterzuur, als bekend is dat de praktische opbrengst 80% is van de theoretisch mogelijke?

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op, rangschik de coëfficiënten.
   NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NEE 3
2. Schrijf deze voorwaarden van het probleem boven de reactievergelijking. De massa ammoniumnitraat wordt aangegeven met x.
   
3. Schrijf onder de reactievergelijking:
   a) de hoeveelheid stoffen volgens de coëfficiënten;
   b) het product van het molaire volume van ammoniak door de hoeveelheid stof; het product van de molaire massa van NH 4 NO 3 door de hoeveelheid stof.
4. Stel een verhouding in.
   44,4/22,4=x/80
5. Los de vergelijking op door x (theoretische massa van ammoniumnitraat) te vinden:
   x \u003d 160 g.
6. Vind de praktische massa van NH 4 NO 3 door de theoretische massa te vermenigvuldigen met de praktische opbrengst (in fracties van één)
   m(NH 4 NO 3) \u003d 160 × 0,8 \u003d 128 g
7. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de massa ammoniumnitraat zal 128 g zijn.

Bepalen van de massa van het product als een van de reagentia in overmaat wordt ingenomen

Oefening:

14 g calciumoxide (CaO) werd behandeld met een oplossing die 37,8 g salpeterzuur (HN03) bevatte. Bereken de massa van het reactieproduct.

Oplossing:

1. Schrijf de reactievergelijking, rangschik de coëfficiënten
   CaO + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O
2. Bepaal de mol reagentia met behulp van de formule: ν = m/M
   a(CaO) = 14/56=0,25 mol;
   ν (HNO 3) \u003d 37,8 / 63 \u003d 0,6 mol.
   
3. Schrijf boven de reactievergelijking de berekende hoeveelheden van de stof. Onder de vergelijking - de hoeveelheid stof volgens stoichiometrische coëfficiënten.
   
4. Bepaal de stof die bij een tekort wordt ingenomen door de verhoudingen van de ingenomen hoeveelheden stoffen te vergelijken met stoichiometrische coëfficiënten.
   0,25/1 < 0,6/2
   Dientengevolge wordt bij een tekort salpeterzuur ingenomen. Hieruit zullen we de massa van het product bepalen.
5. Zet onder de formule van calciumnitraat (Ca (NO 3) 2) in de vergelijking:
   a) de hoeveelheid stof, volgens de stoichiometrische coëfficiënt;
   b) het product van de molmassa door de hoeveelheid stof. Boven de formule (Ca (NO 3) 2) - x g.

   0,25 mol		0,6 mol		x r
   CaO	+	2HNO3	=	Ca(GEEN 3) 2	+	H2O
   1 mol		2 mol		1 mol
   				m = 1×164 g

6. Maak een proportie
   0.25/1=x/164
7. Bepaal x
   x = 41 g
8. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de massa zout (Ca (NO 3) 2) zal 41 g zijn.

Berekeningen door thermochemische reactievergelijkingen

Oefening:

Hoeveel warmte komt er vrij als 200 g koper(II)oxide (CuO) wordt opgelost in zoutzuur (waterige HCl-oplossing), als de thermochemische reactievergelijking:

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

Oplossing:

1. Schrijf de gegevens van de toestand van het probleem boven de reactievergelijking
   
2. Schrijf onder de koperoxideformule de hoeveelheid (volgens de coëfficiënt); het product van de molmassa en de hoeveelheid van de stof. Zet x boven de hoeveelheid warmte in de reactievergelijking.
   

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

3. Stel een verhouding in.
   200/80=x/63.6
4. Bereken x.
   x=159 kJ
5. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: wanneer 200 g CuO wordt opgelost in zoutzuur, komt er 159 kJ warmte vrij.

Een thermochemische vergelijking opstellen

Oefening:

Bij het verbranden van 6 g magnesium komt 152 kJ warmte vrij. Schrijf een thermochemische vergelijking voor de vorming van magnesiumoxide.

Oplossing:

1. Schrijf een vergelijking voor een chemische reactie die het vrijkomen van warmte laat zien. Schik de coëfficiënten.
   2Mg + O 2 \u003d 2MgO + Q
2. 
   

   6 gram						152
   2Mg	+	O2	=	2MgO	+	Q

3. Schrijf onder de formules van stoffen:
   a) de hoeveelheid stof (volgens de coëfficiënten);
   b) het product van de molmassa door de hoeveelheid stof. Plaats x onder de hitte van de reactie.
   
4. Stel een verhouding in.
   6/(2×24)=152/x
5. Bereken x (hoeveelheid warmte, volgens de vergelijking)
   x=1216 kJ
6. Noteer de thermochemische vergelijking in het antwoord.
   Antwoord: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ

Berekening van gasvolumes volgens chemische vergelijkingen

Oefening:

Wanneer ammoniak (NH 3) wordt geoxideerd met zuurstof in aanwezigheid van een katalysator, ontstaat stikstofmonoxide (II) en water. Welk volume zuurstof reageert met 20 liter ammoniak?

Oplossing:

1. Schrijf de reactievergelijking en rangschik de coëfficiënten.
   4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
2. Schrijf de gegevens van de toestand van het probleem boven de reactievergelijking.
   

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

3. Noteer onder de reactievergelijking de hoeveelheden stoffen volgens de coëfficiënten.
   
4. Stel een verhouding in.
   20/4=x/5
5. Zoek x.
   x= 25 l
6. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: 25 liter zuurstof.

Bepaling van het volume van een gasvormig product uit een bekende massa van een reagens dat onzuiverheden bevat

Oefening:

Welk volume (n.c.) kooldioxide (CO 2) komt vrij als 50 g marmer (CaCO 3) met 10% onzuiverheden in zoutzuur wordt opgelost?

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van een chemische reactie, rangschik de coëfficiënten.
   CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2
2. Bereken de hoeveelheid zuiver CaCO 3 in 50 g marmer.
   ω (CaCO 3) \u003d 100% - 10% \u003d 90%
   Om te converteren naar breuken van één, deelt u door 100%.
   w (CaCO 3) \u003d 90% / 100% \u003d 0,9
   m (CaCO 3) \u003d m (marmer) × w (CaCO 3) \u003d 50 × 0,9 \u003d 45 g
3. Schrijf de resulterende waarde over calciumcarbonaat in de reactievergelijking. Boven CO 2 zet x l.
   

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

4. Schrijf onder de formules van stoffen:
   a) de hoeveelheid stof, volgens de coëfficiënten;
   b) het product van de molaire massa door de hoeveelheid stof, als we het hebben over de massa van de stof, en het product van het molaire volume door de hoeveelheid van de stof, als we het hebben over het volume van de stof.

   Berekening van de samenstelling van het mengsel volgens de chemische reactievergelijking

   Oefening:

   Voor de volledige verbranding van een mengsel van methaan en koolmonoxide (II) was dezelfde hoeveelheid zuurstof nodig. Bepaal de samenstelling van het gasmengsel in volumefracties.

   Oplossing:

   1. Schrijf de reactievergelijkingen op, rangschik de coëfficiënten.
      CO + 1/2O 2 = CO 2
      CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
   2. Geef de hoeveelheid koolmonoxide (CO) aan als x, en de hoeveelheid methaan als y
      

   45 gram								x
   CaCO3	+	2HCl	=

   X
   CO	+	1/2O 2	=	CO2
   Bij
   CH 4	+	2O 2	=	CO2	+	2H 2 O

5. Bepaal de hoeveelheid zuurstof die zal worden verbruikt voor verbranding x mol CO en y mol CH 4.
   

   X		0,5 x
   CO	+	1/2O 2	=	CO2
   Bij		2 jaar
   CH 4	+	2O 2	=	CO2	+	2H 2 O

6. Maak een conclusie over de verhouding van de hoeveelheid zuurstofstof en gasmengsel.
   De gelijkheid van de hoeveelheden gassen geeft de gelijkheid van de hoeveelheden materie aan.
7. Schrijf een vergelijking.
   x + y = 0,5x + 2y
8. Vereenvoudig de vergelijking.
   0,5 x = y
9. Neem de hoeveelheid CO voor 1 mol en bepaal de benodigde hoeveelheid CH 4.
   Als x=1 dan y=0.5
10. Zoek de totale hoeveelheid van de stof.
    x + y = 1 + 0,5 = 1,5
11. Bepaal de volumefractie van koolmonoxide (CO) en methaan in het mengsel.
    φ(CO) \u003d 1 / 1.5 \u003d 2/3
    φ (CH 4) \u003d 0,5 / 1,5 \u003d 1/3
12. Schrijf het antwoord op.
    Antwoord: de volumefractie van CO is 2/3 en CH 4 is 1/3.

Referentiemateriaal:

periodiek systeem

Oplosbaarheidstabel:

We hebben het algemene algoritme besproken voor het oplossen van probleem nr. 35 (C5). Het is tijd om specifieke voorbeelden te analyseren en u een selectie van taken voor onafhankelijke oplossing aan te bieden.

Voorbeeld 2. Volledige hydrogenering van 5,4 g van wat alkyn kost 4,48 liter waterstof (n.v.t.) Bepaal de molecuulformule van deze alkyn.

Oplossing. We handelen volgens het algemene plan. Laat het onbekende alkynmolecuul n koolstofatomen bevatten. Algemene formule van de homologe reeks C n H 2n-2 . Hydrogenering van alkynen verloopt volgens de vergelijking:

C n H 2n-2 + 2Н 2 = C n H 2n+2.

De hoeveelheid gereageerde waterstof kan worden gevonden met de formule n = V/Vm. In dit geval is n = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol.

De vergelijking laat zien dat 1 mol alkyn 2 mol waterstof toevoegt (herinner je dat in de toestand van het probleem waar we het over hebben compleet hydrogenering), dus n (C n H 2n-2) = 0,1 mol.

Door de massa en hoeveelheid alkyn vinden we de molaire massa: M (C n H 2n-2) \u003d m (massa) / n (hoeveelheid) \u003d 5,4 / 0,1 \u003d 54 (g / mol).

Het relatieve molecuulgewicht van een alkyn bestaat uit n atoommassa's koolstof en 2n-2 atoommassa's waterstof. We krijgen de vergelijking:

12n + 2n - 2 = 54.

We lossen een lineaire vergelijking op, we krijgen: n \u003d 4. Alkynformule: C 4 H 6.

Antwoorden: C4H6.

Ik wil de aandacht vestigen op één belangrijk punt: de molecuulformule C 4 H 6 komt overeen met verschillende isomeren, waaronder twee alkynen (butyn-1 en butyn-2). Op basis van deze problemen zullen we niet in staat zijn om de structuurformule van de onderzochte stof ondubbelzinnig vast te stellen. Dit is in dit geval echter niet vereist!

Voorbeeld 3. Bij de verbranding van 112 l (n.v.t.) van een onbekend cycloalkaan in overmaat zuurstof wordt 336 l CO 2 gevormd. Stel de structuurformule van cycloalkaan in.

Oplossing. De algemene formule voor de homologe reeks cycloalkanen is: C n H 2n. Bij de volledige verbranding van cycloalkanen, zoals bij de verbranding van alle koolwaterstoffen, worden kooldioxide en water gevormd:

C n H 2n + 1.5n O 2 \u003d n CO 2 + n H 2 O.

Let op: de coëfficiënten in de reactievergelijking zijn in dit geval afhankelijk van n!

Tijdens de reactie werd 336 / 22,4 \u003d 15 mol koolstofdioxide gevormd. 112/22,4 = 5 mol koolwaterstof kwam in de reactie terecht.

Verdere redenering ligt voor de hand: als 15 mol CO 2 wordt gevormd per 5 mol cycloalkaan, dan worden 15 moleculen kooldioxide gevormd per 5 moleculen koolwaterstof, dat wil zeggen, één molecule cycloalkaan geeft 3 moleculen CO 2. Aangezien elk molecuul koolmonoxide (IV) één koolstofatoom bevat, kunnen we concluderen dat één cycloalkaanmolecuul 3 koolstofatomen bevat.

Conclusie: n \u003d 3, de formule van cycloalkaan is C 3 H 6.

Zoals u kunt zien, "past" de oplossing voor dit probleem niet in het algemene algoritme. We hebben hier niet naar de molaire massa van de verbinding gezocht, geen vergelijking gemaakt. Volgens formele criteria is dit voorbeeld niet vergelijkbaar met het standaard C5-probleem. Maar hierboven heb ik al benadrukt dat het belangrijk is om het algoritme niet te onthouden, maar om de BETEKENIS van de uitgevoerde acties te begrijpen. Als u de betekenis begrijpt, kunt u zelf tijdens het examen wijzigingen aanbrengen in het algemene schema, de meest rationele manier kiezen om het op te lossen.

In dit voorbeeld is er nog een "vreemdheid": het is noodzakelijk om niet alleen de moleculaire, maar ook de structuurformule van de verbinding te vinden. In de vorige taak hebben we dit niet gedaan, maar in dit voorbeeld - alstublieft! Het feit is dat de formule C 3 H 6 overeenkomt met slechts één isomeer - cyclopropaan.

Antwoorden: cyclopropaan.

Voorbeeld 4. 116 g van enig beperkend aldehyde werd lange tijd verwarmd met een ammoniakoplossing van zilveroxide. Tijdens de reactie werd 432 g metallisch zilver gevormd. Stel de molecuulformule van aldehyde in.

Oplossing. De algemene formule voor de homologe reeks beperkende aldehyden is: C n H 2n+1 COH. Aldehyden worden gemakkelijk geoxideerd tot carbonzuren, in het bijzonder onder invloed van een ammoniakoplossing van zilveroxide:

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

Opmerking. In werkelijkheid wordt de reactie beschreven door een complexere vergelijking. Wanneer Ag20 wordt toegevoegd aan een waterige oplossing van ammoniak, wordt een complexe verbinding OH gevormd - diamminezilverhydroxide. Het is deze verbinding die werkt als een oxidatiemiddel. Tijdens de reactie wordt een ammoniumzout van een carbonzuur gevormd:

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

Nog een belangrijk punt! De oxidatie van formaldehyde (HCOH) wordt niet beschreven door de bovenstaande vergelijking. Wanneer HCOH reageert met een ammoniakoplossing van zilveroxide, komt er 4 mol Ag vrij per 1 mol aldehyde:

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

Wees voorzichtig bij het oplossen van problemen met betrekking tot de oxidatie van carbonylverbindingen!

Laten we teruggaan naar ons voorbeeld. Aan de massa van vrijgekomen zilver kun je de hoeveelheid van dit metaal vinden: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). In overeenstemming met de vergelijking wordt 2 mol zilver gevormd per 1 mol aldehyde, dus n (aldehyde) \u003d 0,5n (Ag) \u003d 0,5 * 4 \u003d 2 mol.

Molaire massa van aldehyde = 116/2 = 58 g/mol. Probeer de volgende stappen zelf te doen: je moet een vergelijking maken, oplossen en conclusies trekken.

Antwoorden: C 2 H 5 COH.

Voorbeeld 5. Wanneer 3,1 g van een primair amine wordt omgezet met een voldoende hoeveelheid HBr, wordt 11,2 g zout gevormd. Stel de amineformule in.

Oplossing. Primaire aminen (C n H 2n + 1 NH 2) vormen bij interactie met zuren alkylammoniumzouten:

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

Helaas zullen we hun hoeveelheden niet kunnen vinden uit de massa van het amine en het resulterende zout (omdat de molaire massa onbekend is). Laten we de andere kant op gaan. Denk aan de wet van behoud van massa: m(amine) + m(HBr) = m(zout), dus m(HBr) = m(zout) - m(amine) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Besteed aandacht aan deze truc, die heel vaak wordt gebruikt bij het oplossen van C 5. Zelfs als de massa van het reagens niet expliciet in de probleemstelling wordt vermeld, kun je proberen het te vinden uit de massa's van andere verbindingen.

We zijn dus terug in de hoofdstroom van het standaardalgoritme. Door de massa waterstofbromide vinden we de hoeveelheid, n(HBr) = n(amine), M(amine) = 31 g/mol.

Antwoorden: CH3NH2.

Voorbeeld 6. Een bepaalde hoeveelheid alkeen X vormt bij interactie met een overmaat chloor 11,3 g dichloride en bij reactie met een overmaat broom 20,2 g dibromide. Bepaal de molecuulformule van X.

Oplossing. Alkenen voegen chloor en broom toe om dihalogeenderivaten te vormen:

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

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

Het heeft bij dit probleem geen zin om te proberen de hoeveelheid dichloride of dibromide te vinden (hun molecuulmassa is onbekend) of de hoeveelheden chloor of broom (hun massa is onbekend).

We gebruiken één niet-standaard techniek. De molaire massa van C n H 2n Cl 2 is 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M (C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

De massa's van de dihalogeniden zijn ook bekend. U kunt de hoeveelheid verkregen stoffen vinden: n (C n H 2n Cl 2) \u003d m / M \u003d 11.3 / (14n + 71). n (C n H 2n Br 2) \u003d 20.2 / (14n + 160).

Volgens afspraak is de hoeveelheid dichloride gelijk aan de hoeveelheid dibromide. Dit feit geeft ons de mogelijkheid om een ​​vergelijking te maken: 11,3 / (14n + 71) = 20,2 / (14n + 160).

Deze vergelijking heeft een unieke oplossing: n = 3.

Antwoorden: C 3 H 6

In het laatste deel bied ik u een selectie van problemen van het C5-type van verschillende complexiteit. Probeer ze zelf op te lossen - het zal een geweldige training zijn voordat je het examen scheikunde haalt!