Как найти массовую долю в задаче - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

4.3.1. Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе».

Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.

Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.

Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.

Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге. Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода. Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.

В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:

где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).

Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы. В связи с этим массовую долю можно также выражать в процентах (%), причем именно в таком формате она фигурирует практически во всех задачах. Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:

Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).

Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.

Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:

Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:

Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:

Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:

m = ρ∙V

а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.

Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.

Примеры задач на растворы

Пример 1

Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.

Решение:

Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:

Из условия m(KNO₃) = 5 г, а m(Н₂O) = 20 г, следовательно:

Пример 2

Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.

Решение:

Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода. Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:

Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы. Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:

Решая это уравнение находим x:

т.е. m(H₂O) = x г = 180 г

Ответ: m(H₂O) = 180 г

Пример 3

150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.

Решение:

Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

где m_р.в., m_р-ра и ω_р.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.

Из условия мы знаем, что:

m₍₁₎_р-ра= 150 г,

ω₍₁₎_р.в. = 15%,

m₍₂₎_р-ра= 100 г,

ω₍₁₎_р.в. = 20%,

Вставим все эти значения в таблицу, получим:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.
m_р-ра	150 г	100 г
ω_р.в.	15%	20%	искомая величина

Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:

ω_р.в. = 100% ∙ m_р.в./m_р-ра , m_р.в. = m_р-ра ∙ ω_р.в./100% , m_р-ра= 100% ∙ m_р.в. /ω_р.в.

Начинаем заполнять таблицу.

Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ω_р.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.

В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем рассчитать его:

m₍₁₎_р.в. = m₍₁₎_р-ра ∙ ω₍₁₎_р.в. /100% = 150 г ∙ 15%/100% = 22,5 г

Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:

m₍₂₎_р.в. = m₍₂₎_р-ра ∙ ω₍₂₎_р.в. /100% = 100 г ∙ 20%/100% = 20 г

Внесем рассчитанные значения в таблицу:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.	22,5 г	20 г
m_р-ра	150 г	100 г
ω_р.в.	15%	20%	искомая величина

Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m_(3)р.в. и m_(3)р-ра):

m_(3)р.в. = m_(1)р.в. + m_(2)р.в. = 22,5 г + 20 г = 42,5 г

m_(3)р-ра= m_(1)р-ра + m_(2)р-ра = 150 г + 100 г = 250 г.

Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.	22,5 г	20 г	42,5 г
m_р-ра	150 г	100 г	250 г
ω_р.в.	15%	20%	искомая величина

Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω_(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:

ω_(3)р.в. = 100% ∙ m_(3)р.в./m_(3)р-ра = 100% ∙ 42,5 г/250 г = 17%

Пример 4

К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%

Решение:

Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

m_доб.(H₂O) = V_доб.(H₂O) ∙ ρ(H₂O) = 50 мл ∙ 1 г/мл = 50 г

Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.		0 г
m_р-ра	200 г	50 г
ω_р.в.	15%	0%	искомая величина

В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:

m_(1)р.в. = m_(1)р-ра ∙ ω_(1)р.в./100% = 200 г ∙ 15%/100% = 30 г,

Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:

m_(3)р-ра = m_(1)р-ра + m_(2)р-ра = 200 г + 50 г = 250 г,

Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.	30 г	0 г
m_р-ра	200 г	50 г	250 г
ω_р.в.	15%	0%	искомая величина

Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m_(3)р.в.в третьей ячейке:

m_(3)р.в.= m_(1)р.в.+ m_(2)р.в.= 30 г + 0 г = 30 г

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m_р.в.	30 г	0 г	30 г
m_р-ра	200 г	50 г	250 г
ω_р.в.	15%	0%	искомая величина

Теперь можем рассчитать массовую долю в третьем растворе:

ω_(3)р.в. = 30/250 ∙ 100% = 12%.

Источник

ПОДГОТОВКА К ЭКЗАМЕНУ

«Вычисление массы растворенного вещества, содержащегося в определенной массе раствора с известной массовой долей»

Алгоритмы решения задач:

Пример 1. Вычисление массовой доли растворенного вещества

Определите массовую долю нитрата калия в растворе, полученном растворением 50 г нитрата калия в 200 г воды.

Дано:

m(KNO3 ) = 50 г,

m(Н2О) = 200 г.

Решение

ω(в-ва) = m(в-ва) / m(р-ра)*100 (%).

m(р-ра) = m(в-ва) + m(Н2 О) = = 50 (г) + 200 (г) = 250 г.

ω(KNO3 ) = = 50 (г) / 250 (г) * 100 (%) = 20 %.

Ответ. ω(KNO3) = 20 %.

ω(KNO3 ) – ?

Пример 2. Вычисление массы растворенного вещества

Вычислите массу гидроксида калия в растворе объемом 600 мл и плотностью 1,082 г/мл, если массовая доля гидроксида калия составляет 10 %.

Дано:

V(р-ра) = 600 мл, ρ = 1,082 г/мл, ω(KОН) = 10 %, или 0,1.

Решение

m(в-ва) = ω(в-ва)*m(р-ра).

m(р-ра) = ρ*V(р-ра) = = 1,082 (г/мл)*600 (мл) = 649,2 г.

m(KОН) = 649,2 (г)*0,1 = 64,92 г.

Ответ. m(KОН) = 64,92 г.

m(KОН) – ?

Пример 3. Смешивание растворов с разными концентрациями одного вещества Смешали 300 г раствора с массовой долей хлорида натрия 20 % и 500 г раствора того же вещества с массовой долей 40 %. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

Дано:

m1 = 300 г,

ω1 = 20 %, или 0,2,

m2 = 500 г,

ω2 = 40 %, или 0,4.

Решение

m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 ,

где m1 , m2 , m3 – массы растворов.

300 (г)*0,2 + 500 (г)*0,4 = = 800 (г)*ω3 ,

60 (г) + 200 (г) = 800 (г)*ω3 , 260 (г) = 800 (г)*ω3 ,

ω3 = 260 (г) / 800 (г) = 0,325, или 32,5 %.

Ответ. ω3 (NaCl) = 32,5 %.

ω3 – ?

Пример 4. Разбавление водой

ω2 = 0, т.к. в воде не содержится вещество, находящееся в первом растворе.

Какую массу воды надо добавить к раствору гидроксида натрия массой 150 г с массовой долей 10 %, чтобы получить раствор с массовой долей 2 %?

Дано:

m1 = 150 г,

ω1 = 10 %, или 0,1, ω2 = 0,

ω3 = 2 %, или 0,02.

Решение

m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 .

150 (г)*0,1 + m2 *0 = = (150 (г) + m2 )*0,02,

15 (г) + 0 = 3 (г) + 0,02m2 ,

0,02m2 = 12 г,

m2 = 12 (г) / 0,02 = 600 г.

Ответ. m(Н2О) = 600 г.

m2 – ?

Пример 5. Концентрирование (добавление твердого вещества)

ω2 = 100 %, или 1, т.к. добавляемое вещество чистое.

Какую массу хлорида бария надо добавить к раствору хлорида бария массой 150 г с массовой долей 10 %, чтобы получить раствор с массовой долей 25 %?

Дано:

m1 = 150 г,

ω1 = 10 %, или 0,1, ω2 = 100 %, или 1, ω3 = 25 %, или 0,25.

Решение

m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 .

150 (г)*0,1 + m2 *1 = = (150 (г) + m2 )*0,25,

15 (г) + 1*m2 = 37,5 (г) + 0,25m2 ,

0,75m2 = 22,5 г,

m2 = 22,5 (г) / 0,75 = 30 г.

Ответ. m(BaCl2 ) = 30 г.

m2 – ?

Пример 6. Упаривание раствора (частичное выпаривание воды)

Вычислите массовую долю хлорида натрия в растворе, если из 200 г 30 %-го раствора испарилось 50 г воды.

Дано:

m1 = 200 г,

ω1 = 30 %, или 0,3, m2 = 50 г, ω2 = 0.

Решение

m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 .

200 (г)*0,3 + 50 (г)*0 = = 150 (г)*ω3 ,

60 (г) = 150 (г)*ω3 , ω3 = 60 (г) / 150 (г) = 0,4, или 40 %.

Ответ. ω3 (NaCl) = 40 %

ω3 – ?

ПРИМЕРЫ ЗАДАЧ

1. Какая масса карбоната натрия (в граммах) потребуется для приготовления 0,5 л 13%-го раствора плотностью 1,13 г/мл?

а) 73,45; б) 50; в) 72; г) 75.

2. Из раствора хлорида бария массой 100 г с массовой долей соли 3 % выпарили 25 г воды и до- бавили в него 15 г соли. Массовая доля соли (в %) в полученном растворе равна:

а) 12; б) 15; в) 18; г) 20.

3. Смешали 120 г раствора серной кислоты с массовой до лей 20 % и 40 г 50%-го раствора того же вещества. Определите массовую долю кислоты (в %) в полученном растворе.

а) 25; б) 27,5; в) 27; г) 29,5.

4. Какая масса азотной кислоты (в граммах) содержится в 1 л ее 20%-го раствора с плотностью 1,05 г/мл?

а) 105; б) 63; в) 210; г) 176.

5. Какая масса соли (в граммах) вводится в организм человека при вливании 353 г 0,85%-го физиологического раствора?

а) 3; б) 6; в) 4; г) 2 г.

6. К 180 г 8%-го раствора хлорида натрия добавили 20 г NaCl. Найдите массовую долю (в %) хлорида натрия в образовавшемся растворе.

а) 17,2; б) 17,4; в) 18; г) 12,7.

7. К раствору хлорида кальция массой 140 г с массовой долей соли 5 % добавили 10 г этой же соли. Определите массовую долю (в %) хлорида кальция в полученном растворе.

а) 13,1; б) 14; в) 11,3; г) 25.

8. Какую массу соли (в граммах) надо добавить к 60 г раствора с массовой долей этой соли 10 %, чтобы получить раствор с массовой долей 40 %?

а) 15; б) 22; в) 17; г) 30.

9. Смешали 200 г 15%-го раствора нитрата хрома(III) и 300 г 20%-го раствора той же соли. Вычислите массовую долю (в %) ни- трата хрома(III) в полученном растворе.

а) 24; б) 18; в) 17,9; г) 18,1.

10. Из 150 г раствора хлорида натрия с массовой долей 5 % выпарили 10 г воды и добавили 5 г той же соли. Вычислите массовую долю (в %) соли в полученном растворе.

а) 8,4; б) 8,6; в) 9; г) 11,2.

11. Смешали 200 г 5%-го и 400 г 12,5%-го растворов серной кислоты. Найдите массу кислоты в полученном растворе (в граммах).

а) 60; б) 98; в) 49; г) 58.

12. При растворении 16 г гидроксида натрия получили 10%- й раствор. Определите массу (в граммах) взятой для этого воды.

а) 126; б) 144; в) 151; г) 164.

13. К 200 г 10%-го раствора ни- трата калия добавили некоторую порцию нитрата калия и получи- ли 20%-й раствор. Найдите массу (в граммах) добавленной порции твердого вещества. а) 2,5; б) 5; в) 25; г) 15.

14. Найдите массу воды (в граммах), которую нужно добавить к 300 г 8%-го раствора сульфата натрия для получения 5%-го раствора.

а) 90; б) 45; в) 18; г) 180.

15. Какая масса раствора (в граммах) получится при упаривании 200 г 5%-го раствора гидроксида калия до 20%-го раствора?

а) 10; б) 45; в) 100; г) 50.

16. 92 мл 10%-го раствора серной кислоты (плотность 1,066 г/мл) полностью нейтрализовали 40%-м раствором гидроксида натрия. Найдите массу затраченного на нейтрализацию раствора гидроксида натрия (в граммах).

а) 10; б) 55; в) 20; г) 30.

17. Определите, какую массу гидроксида калия (в граммах) нужно добавить к 150 г 20%-го раствора гидроксида калия для получения 40%-го раствора.

а) 5; б) 50; в) 56; г) 78.

18. К 200 г 8%-го раствора хлорида натрия добавили 50 г воды. Вычислите массовую долю (в %) соли в образовавшемся растворе.

а) 6,4; б) 6,5; в) 6,1; г) 6,2.

19. Определите массу воды (в граммах), которую надо добавить к 20 г 70%-го раствора уксусной кислоты для получения 5%-го раствора уксуса.

а) 260; б) 130; в) 26; г) 258.

20. Определите массу сахара (в граммах), необходимую для приготовления 0,5 кг 45%-го раствора.

а) 245; б) 225; в) 345; г) 500.

21. Вычислите массовую долю соляной кислоты (в %) в растворе, полученном при растворении 11,2 л (н.у.) хлороводорода в 1 л воды.

а) 1,3; б) 1,6; в) 1,8; г) 3,6.

22. Вычислите массу 40%-го раствора уксусной кислоты (в граммах), которую необходимо добавить к 500 г воды для получения 15%-го раствора.

а) 29; б) 32; в) 48; г) 300.

23. Массовая доля соли в морской воде составляет 3,5 %. Найдите массу соли (в граммах), которая останется после выпаривания 5 кг морской воды.

а) 175; б) 170; в) 167; г) 163.

24. Смешали 250 г раствора гидроксида натрия с массовой долей 16 % и 300 мл раствора (ρ = 1,2 г/мл) с массовой долей того же вещества 20 %. Рассчитайте массу гидроксида натрия (в граммах) в полученном растворе:

а) 120; б) 112; в) 11; г) 115.

25. Какова масса поваренной соли (в граммах), которую следует растворить в 250 г раствора этой соли с массовой долей 10 % для получения раствора с массовой долей 18 %?

а) 22; б) 42,4; в) 24,4; г) 44.

26. К 50 г раствора хлорида кальция с массовой долей 3,5 % добавили 5 г этой же соли и 20 г воды. Определите массовую долю (в %) соли в полученном растворе.

а) 6; б) 7; в) 8; г) 9.

27. Какая масса серной кисло ты (в граммах) содержится в 0,6 л ее 40%-го раствора с плотностью 1,3 г/мл?

а) 63; б) 26; в) 60; г) 312.

28. Найдите массу хлорида натрия (в граммах), который необходимо растворить в 50 г воды для приготовления раствора с массовой долей соли 20 %.

а) 20; б) 12,5; в) 5; г) 24.

29. К 350 г водного раствора этанола с массовой долей 20 % добавили 120 мл спирта (плотность 0,8 г/мл). Рассчитайте массу спирта (в граммах) в полученном растворе.

а) 167; б) 156; в) 166; г) 170.

30. Из 50 г раствора хлорида натрия с массовой долей 2 % выпарили 10 г воды и добавили 5 г этой же соли. Определите массовую долю соли (в %) в полученном растворе.

а) 6,3; б) 13,3; в) 8,9; г) 9,4

Ответы. 1–а, 2–г, 3–б, 4–в, 5–а, 6–а, 7–в, 8–г, 9–б, 10–б, 11–а, 12–б, 13–в, 14–г, 15–г, 16–в, 17–б, 18–а, 19–а, 20–б, 21–в, 22–г, 23–а, 24–б, 25–в, 26–г, 27–г, 28–б, 29–в, 30–б.

Источник

Решение задач с долей вещества в смеси, в соединении

Ключевые слова конспекта: массовая доля вещества в смеси или растворе, молярная доля вещества, объемная доля вещества, массовая доля элемента в соединении, масса элемента, массовая доля элемента.

Массовую долю вещества в смеси или растворе вычисляют как отношение массы вещества, входящего в состав смеси, к массе всей смеси. Массовую долю часто выражают в процентах. Для этого отношение массы вещества к массе смеси умножают на 100%:

Аналогично объемную долю вещества вычисляют как отношение объема вещества к объему смеси, а молярную долю вещества — как отношение количества вещества одного из компонентов смеси к сумме количеств веществ всех компонентов смеси:

Массовую долю элемента в соединении вычисляют как отношение массы элемента, входящего в состав данного соединения, к массе всего соединения:

Зная молекулярную формулу соединения, массу элемента, входящего в его состав, вычисляют как произведение молярной массы элемента на число атомов этого элемента в соединении.

В этом случае массовую долю элемента в соединении рассчитывают как отношение этой величины к молярной массе всего соединения:

Цитаты из пособия «Задачи по химии 8-9 кл.» (авт. О.С. Габриелян и др.) использованы в учебных целях. Ссылка на покупку книги указана в конце конспекта.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
25 г оксида магния смешали с 35 г оксида алюминия. Определите массовую долю оксида магния в данной смеси.

Ответ. ω(MgO) = 0,417, или 41,7%.

Задача № 2.
Вычислите объемную долю азота в смеси газов, содержащей 32 л азота, 48 л углекислого газа, 36 л гелия и 14 л водорода.

Ответ. φ(N₂) = 0,246, или 24,6%.

Задача № 3.
Вычислите молярную и массовую долю (в %) оксида углерода (II) в смеси, содержащей 16,8 л (н. у.) оксида углерода (II) и 13,44 л (н. у.) оксида углерода (IV).

Ответ. χ(СО) = 55,56%, ω(СО) = 44,3%.

Задача № 4.
В воде растворили 15 г хлорида натрия. Вычислите массу полученного раствора, если массовая доля соли в нем равна 5%.

Ответ: m(р-ра) = 300 г.

Задача № 5.
Образец сплава меди с цинком имеет массу 75 г. Массовая доля меди в этом сплаве равна 64%. Определите массу цинка в данном образце.

Ответ. m(Zn) = 27 г.

[highlight]Задача № 6.[/highlight] Объемная доля аммиака в смеси с кислородом равна 40%. Вычислите плотность данной смеси по воздуху.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. D_возд(смеси) = 0,896.

Задача № 7.
Найдите массовую долю кислорода в фосфате натрия.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. ω (O) = 39%.

[highlight]Задача № 8.[/highlight] Определите массовую долю фосфора в смеси, содержащей 55 г фосфата натрия и 70 г дигидрофосфата натрия.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. ω(Р) = 22,77%

[highlight]Задача № 9.[/highlight] Массовая доля серы в техническом сульфате натрия равна 20,48%. Рассчитайте массовую долю примесей в данном продукте (в %).

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. ω (примесей) = 9,12%.

Задача № 10.
Плотность смеси оксида азота (II) и оксида азота (IV) по водороду равна 17,8. Найдите массовую долю оксида азота (IV) в данной смеси.

Посмотреть РЕШЕНИЕ

Ответ. ω(NO₂) = 45,2%.

Решение задач с долей вещества в смеси, в соединении. Выберите дальнейшие действия:

Перейти к следующей теме: Решение задач на вывод формул соединений
Вернуться к списку конспектов по Химии.
Проверить знания по Химии.
Купить книгу Задачи по химии и способы их решения. 8-9 кл. / О.С. Габриелян и др. — М.: Дрофа.

Источник

Автор: Верзакова Ксения Михайловна

Организация: МКОУ «Саргаинская СОШ»

Населенный пункт: Красноуфимск, п. Саргая

Вычисление массовой доли вещества в растворе.

Внимательно читаем условия задачи.

После пропускания через раствор гидроксида натрия 6,72 л оксида углерода (IV) (н.у.) получили 159 г раствора карбоната натрия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Молярный объём 1 моля любого газа при н.у. = 22,4 л/моль

Записываем дано.

Дано:

V (CO₂) = 6,72 л

m_р_-ра(Na₂CO₃) = 159 г

w( Na₂CO₃) — ?

Составляем молекулярное уравнение.

NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём.

Vm (CO₂) = 22,4 л/моль

M (Na₂CO₃) = 23_*2 + 12_*1 + 16_*3= 106 г/моль

Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, поэтому её можно найти путём складывания относительных атомных масс элементов с учёт индексов

Если в уравнении перед формулой вещества стоит коэффициент, то найденный молярный объём и молярную массу нужно умножить на этот коэффициент.

Подписываем молярные массы или молярные

объёмы под формулами веществ

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Vm=22,4 л/моль M=106 г/моль

Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти. Если по условию задачи нужно найти массовую долю, то над веществом пишем массу и находим её.

V=6,72 л m-?

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Vm=22,4 л/моль M=106 г/моль

Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

Выводим формулу

Подставляем данные и находим массу

m (Na₂CO₃) = 31,8 г.

Находим массовую долю вещества по формуле w=m в-ваm р-ра*100

Записываем ответ: w (Na₂CO₃) = 20%

Вычисление массы раствора.

Внимательно читаем условия задачи.

Массовую долю из процентов переводим в целое число, разделив на 100.

К раствору с массовой долей гидроксида калия 3% добавили избыток раствора сульфата меди(II). При этом образовался осадок массой 5,3 г. Определите массу исходного раствора щёлочи.

Записываем дано.

Дано:

w (KOH) = 3%=0,03

m(Cu(OH)₂ = 5,3 г.

m(KOH) — ?

Составляем молекулярное уравнение.

KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2 KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2 KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Молярную массу или молярный объём находим с учётом коэффициента перед формулой

Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём. Если в уравнении перед формулой вещества стоит коэффициент, то найденный молярный объём и молярную массу нужно умножить на этот коэффициент.

M (КOH) = 39_*1+ 16_*1+ 1_*1= 56 г/моль_*2= 112 г/моль

M (Cu(OH)₂) = 64_*1+ 16_*1_*2+ 1_*1_*2= 98 г/моль

Подписываем молярные массы или

молярные объёмы под формулами веществ

2 КOH + CuSO₄ = К₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

M=112 г/моль M=98 г/моль

Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти. Если по условию задачи нужно найти массу раствора, то над веществом пишем массу и находим её.

m- ? m=5,3 г.

2 КOH + CuSO₄ = К₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

M=112 г/моль M=98 г/моль

Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

Выводим формулу

Подставляем данные и находим массу

m (KOH) = 6 г.

Находим массу раствора по формуле

Записываем ответ: m(KOH) = 200 г.

Вычисление массы вещества или объёма.

Внимательно читаем условия задачи.

Вычислите массу осадка, который образуется при действии раствора нитрата серебра на 117 г 30 %-ного раствора хлорида меди (II).

Записываем дано.

Дано:

mр-рa(CuCl₂) = 117 г

w( CuCl₂)=30% = 0,3

m(AgCl)-?

Составляем молекулярное уравнение.

AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + AgCl↓

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Относительную атомную массу хлора принято считать равной 35,5, у остальных элементов она округляется до целого числа.

Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём.

M (CuCl₂) = 64_*1+ 35,5_*2= 135 г/моль_*1= 135 г/моль

M (AgCl) = 108_*1+ 35,5_*1= 143,5 г/моль_*2= 287 г/моль

Подписываем молярные массы или

молярные объёмы под формулами веществ

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

M=135г/моль М=287г/моль

Если по условию задачи дан раствор и массовая доля, то находим массу вещества

m_в-ва= ω _*m_р-ра

m(CuCl₂) = 0,3_*117 = 35,1 г.

Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти.

=35,1 г. m-?

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

M=135г/моль М=287г/моль

Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

Выводим формулу

Подставляем данные и находим ответ

Записываем ответ

m (AgCl)=75 г.

Приложения:

file0.docx.. 44,9 КБ

Опубликовано: 07.11.2022

Источник

Типы задач в задании 33.
Необходимые теоретические сведения.
Определение формул веществ по массовым долям атомов, входящих в его состав.
Определение формул веществ по продуктам сгорания.
Определение формул веществ по химическим свойствам.
Задачи для самостоятельного решения.
Часть 1. Определение формулы вещества по составу.
Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.
Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.
Дополнение по определению структурной формулы:
Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.

Автор статьи — профессиональный репетитор О. В. Овчинникова.

Задача 33 на ЕГЭ по химии — это определение формулы органического вещества. Часто выпускники теряют баллы на этой задаче. Причин несколько:

Некорректное оформление;
Решение не математическим путем, а методом перебора;
Неверно составленная общая формула вещества;
Ошибки при написании требуемых уравнений реакций с участием найденного вещества.

к оглавлению ▴

Типы задач в задании 33.

1. Определение молекулярной формулы вещества по массовым долям химических элементов или по общей формуле вещества, а затем его структурной формулы по химическим свойствам;
2. Определение молекулярной формулы вещества по продуктам сгорания, а затем его структурной формулы по химическим свойствам.

Стоит отметить, что во всех подобных заданиях ЕГЭ требуется написать уравнение реакции, в котором принимает участие искомое вещество. Так что знание реакций тоже необходимо.

к оглавлению ▴

Необходимые теоретические сведения.

Массовая доля элемента в веществе.

Массовая доля элемента — это его содержание в веществе в процентах по массе.
Например, в веществе состава содержится атома углерода и атома водорода. Если взять молекулу такого вещества, то его молекулярная масса будет равна: а.е.м. и там содержится а.е.м. углерода.

Чтобы найти массовую долю углерода в этом веществе, надо его массу разделить на массу всего вещества:

или 85,7%.

Если вещество имеет общую формулу , то массовые доли каждого их атомов так же равны отношению их массы к массе всего вещества. Масса rm x атомов rm C равна , масса rm y атомов , масса rm z атомов кислорода

Тогда

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, — истинная формула бензола.

Простейшая (эмпирическая) формула — показывает соотношение атомов в веществе.
Например, для бензола соотношение , т.е. простейшая формула бензола — rm CH .
Молекулярная формула может совпадать с простейшей или быть кратной ей.

Примеры.

Вещество	Молекулярная формула	Соотношение атомов	Простейшая формула
Этанол
Бутен
Уксусная кислота

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 по газу $rm Y - D_{noY}(X).$
Относительная плотность — это величина, которая показывает, во сколько раз газ тяжелее газа . Её рассчитывают как отношение молярных масс газов и :

$rm D_{noY}(X) = M(X)/M(Y)$

Часто для расчетов используют относительные плотности газов по водороду и по воздуху.

Относительная плотность газа по водороду:

$rm D_{no H_2}=M_{(X)}/M_{(H_2)}=M_{(X)}/2$

Воздух — это смесь газов, поэтому для него можно рассчитать только среднюю молярную массу. Её величина принята за г/моль (исходя из примерного усреднённого состава).
Поэтому:
Абсолютная плотность газа при нормальных условиях.Абсолютная плотность газа — это масса л газа при нормальных условиях. Обычно для газов её измеряют в г/л.

Если взять моль газа, то тогда:

,

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	$rm C_nH_{2n+2}$	—
Алкены	$rm C_nH_{2n}$	$rm C_nH_{2n+1}-CH=CH_2$
Алкины	$rm C_nH_{2n-2}$	$rm C_nH_{2n+1}-C equiv CH$
Диены	$rm C_nH_{2n-2}$	—
Гомологи бензола	$rm C_nH_{2n-6}$	$rm C_6H_5-C_nH_{2n+1}$
Предельные одноатомные спирты	$rm C_nH_{2n+2}O$	$rm C_nH_{2n+1}-OH$
Многоатомные спирты	$rm C_nH_{2n+2}O_x$	$rm C_nH_{2n+2-x}(OH)_x$
Предельные альдегиды	$rm C_nH_{2n}O$	$rm C_nH_{2n+1}-overset{displaystyle O}{overset{parallel }{C}}-H$
Кетоны	$rm C_nH_{2n}O$	$rm C_nH_{2n+1}-overset{displaystyle O}{overset{parallel }{C}}-O-C_mH_{2m+1}$
Фенолы	$rm C_nH_{2n-6}O$	$rm C_6H_5(C_nH_{2n})-OH$
Предельные карбоновые кислоты	$rm C_nH_{2n}O_2$	$rm C_nH_{2n+1}-overset{displaystyle O}{overset{parallel }{C}}-OH$
Сложные эфиры	$rm C_nH_{2n}O_2$	$rm C_nH_{2n+1}-overset{displaystyle O}{overset{parallel }{C}}-O-C_mH_{2m+1}$
Амины	$rm C_nH_{2n+3}N$	$rm C_nH_{2n+1}NH_2$
Аминокислоты (предельные одноосновные)	$rm C_nH_{2n+1}NO_2$	$rm NH_2-mkern -40mu underset{displaystyle mkern 50mu C_nH_{2n+1}}{underset{mid}{CH}}mkern -44mu -overset{displaystyle O}{overset{parallel }{C}}-OH$

к оглавлению ▴

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

Решение таких задач состоит из двух частей:

Пример 1.
Определить формулу вещества, если оно содержит и и имеет относительную плотность по воздуху, равную .

Решение примера 1.

Пусть масса вещества равна г. Тогда масса будет равна г, а масса г.
Найдём количество вещества каждого атома:
моль,

моль.
Определяем мольное соотношение атомов и :
(сократим оба числа на меньшее) (домножим на )

Таким образом, простейшая формула . Однако вещества с такой формулой не существует. Для нахождения молекулярной формулы нам потребуется домножать простейшую формулу на небольшие числа: 2, 3 и т. п. Например при домножении эмпирической формулы на 2 мы получаем алкан, имеющий в своём составе 8 атомов углерода: $rm - C_8H_{18}$ .
Чтобы проверить, правильна ли найденная нами формула, необходимо использовать дополнительные данные, которые всегда указаны в задаче. Это могут быть либо химические свойства вещества, либо информация, позволяющая вычислить его молярную массу. В данном случае дана относительная плотность соединения по воздуху.
По относительной плотности рассчитаем молярную массу:
$rm M = D_{(B)} cdot 29 = 114$ г/моль.

Молярная масса, соответствующая простейшей формуле г/моль, это в раза меньше истинно молярной массы.

Значит, истинная формула $rm C_8H_{18}$ .

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.

т.е. число атомов

т.е число атомов

Формула вещества $rm C_8H_{18}$ .

Ответ: $bf C_8H_{18}$

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

Решение примера 2.

Общая формула алкина $rm C_nH_{2n-2}$

Как, имея плотность газообразного алкина, найти его молярную массу? Плотность rm rho — это масса литра газа при нормальных условиях.

Так как моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят rm 22,4 л такого газа:

rm M=( плотность молярный объём г/л л/моль = г/моль.

Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и rm n :

Значит, алкин имеет формулу

Ответ:

Пример 3.
Определить формулу предельного альдегида, если известно, что $3 cdot 10^{22}$ молекул этого альдегида весят 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 моль вещества.

Это число Авогадро: $rm N_a = 6,02 cdot 10^{23}$ (молекул).

Значит, можно найти количество вещества альдегида:

моль,

и молярную массу:

г/моль.

Далее, как в предыдущем примере, составляем уравнение и находим rm n .

Общая формула предельного альдегида $rm C_nH_{2n}O$ , то есть .

Ответ: $bf C_5H_{10}O$

, пентаналь.

Пример 4.
Определить формулу дихлоралкана, содержащего углерода.

Решение примера 4.

Общая формула дихлоралкана: $rm C_nH_{2n}Cl_2$ , там атома хлора и rm n атомов углерода.

Тогда массовая доля углерода равна:

число атомов rm C в молекулеатомная масса rm C)/( молекулярная масса дихлоралкана

rm n=3, вещество — дихлорпропан.

Ответ:

, дихлорпропан.

к оглавлению ▴

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

Решение примера 5.

Общая формула газообразного предельного нециклического углеводорода (алкана) — $rm C_nH_{2n+2}$
Тогда схема реакции сгорания выглядит так:

$rm C_nH_{2n+2} + O_2 rightarrow CO_2 + H_2O$

Нетрудно заметить, что при сгорании моль алкана выделится моль углекислого газа.

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

$rm nu (C_nH_{2n+2}) = 0,488 / 22,4 = 0,02$ моль.
При пропускании углекислого газа через известковую воду выпадает осадок карбоната кальция:

Масса осадка карбоната кальция — г, молярная масса карбоната кальция г/моль.

Значит, его количество вещества

моль.

Количество вещества углекислого газа тоже моль.
Количество углекислого газа в раза больше чем алкана, значит формула алкана $rm C_4H_{10}$ .

Ответ: $bf C_4H_{10}$

Пример 6.
Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна . При сжигании г этого соединения образуется л углекислого газа (н. у) и 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 rm C, H и, возможно, rm O . Поэтому его общую формулу можно записать как .

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

Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород — в воду.
Находим количества веществ и , и определяем, сколько моль атомов и в них содержится:
моль.

На одну молекулу приходится один атом , значит, углерода столько же моль, сколько .

моль

моль.

В одной молекуле воды содержатся два атома , значит количество водорода в два раза больше, чем воды.

моль.
Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы и .
г, г

Масса всего вещества г.

, 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.

Простейшая формула .
Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забудьте, что азот состоит из двухатомных молекул и его молярная масса г/моль):
$rm M = D_{no N_2} cdot M_{(N_2)} = 2 cdot 28 = 56$ г/моль.

Истиная формула , её молярная масса .

Истинная формула .

Ответ:

Пример 7.
Определите молекулярную формулу вещества, при сгорании г которого образовалось г г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по водороду — . Определить молекулярную формулу вещества.

Решение примера 7.

Вещество содержит атомы и . Так как масса азота в продуктах сгорания не дана, её надо будет рассчитывать, исходя из массы всего органического вещества.
Схема реакции горения:
Находим количества веществ и , и определяем, сколько моль атомов и в них содержится:
Находим массу азота в исходном веществе.
Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы и .

г,

г

Масса всего вещества г.

г ,

моль.
Простейшая формула —

Истинная молярная масса

$rm M = D_{no H_2} cdot M_{(H_2)} = 22,5 cdot 2 = 45$ г/моль.

Она совпадает с молярной массой, рассчитанной для простейшей формулы. То есть это и есть истинная формула вещества.

Ответ:

Пример 8.
Вещества содержит и . При сгорании г его выделилось г г , а сера была полностью переведена в сульфат бария, масса которого оказалась равна г. Определить формулу вещества.

Решение примера 8.

Формулу заданного вещества можно представить как 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:

моль.

моль.

моль.

моль.

моль.

моль.
Рассчитываем предполагаемую массу кислорода в исходном веществе:
Находим мольное соотношение элементов в веществе:

Формула вещества

Надо отметить, что таким образом мы получили только простейшую формулу.

Однако, полученная формула является истинной, поскольку при попытке удвоения этой формулы $rm (C_4H_{12}S_2O_6)$ получается, что на 4 атома углерода, помимо серы и кислорода, приходится 12 атомов Н, а это невозможно.

Ответ:

к оглавлению ▴

Определение формул веществ по химическим свойствам.

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

Решение примера 9.

Общая формула алкадиенов — $bf C_nH_{2n-2}$ .
Запишем уравнение реакции присоединения брома к алкадиену, не забывая, что в молекуле диена две двойные связи и, соответственно, в реакцию с моль диена вступят моль брома:

$rm C_nH_{2n-2} + 2Br_2 rightarrow C_nH_{2n-2}Br_4$
Так как в задаче даны масса и процентная концентрация раствора брома, прореагировавшего с диеном, можно рассчитать количества вещества прореагировавшего брома:

$rm m(Br_2) = m_{p-pa} cdot omega = 80 cdot 0,02 = 1,6$ г

моль.
Так как количество брома, вступившего в реакцию, в раза больше, чем алкадиена, можно найти количество диена и (так как известна его масса) его молярную массу: $rm overset{0,005}{C_nH_{2n-2}} + 2Br_2 rightarrow overset{0,01}{C_nH_{2n-2}}Br_4$
г/моль.
Находим формулу алкадиена по его общей формул, выражая молярную массу через :

Это пентадиен .

Ответ:

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

Решение примера 10.

Формула предельного одноатомного спирта — $rm C_nH_{2n+1}OH$ Здесь удобно записывать спирт в такой форме, в которой легко составить уравнение реакции — т.е. с выделенной отдельно группой .
Составим уравнения реакций (нельзя забывать о необходимости уравнивать реакции):

$rm 2C_nH_{2n+1}OH + 2Na rightarrow 2C_nH_{2n+1}ONa + H_2$
Можно найти количество пропена, а по нему — количество водорода. Зная количество водорода, по реакции находим количество вещества спирта:
Находим молярную массу спирта и :
Спирт — бутанол .

Ответ:

Пример 11.
Определить формулу сложного эфира, при гидролизе г которого выделяется г спирта и 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:
$rm C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1}$

Соответственно, спирт будет иметь формулу

$rm C_mH_{2m+1}OH$ ,

а кислота

$rm C_nH_{2n+1}COOH$ .

Уравнение гидролиза сложного эфира:

$rm C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1} + H_2O rightarrow C_mH_{2m+1}OH + C_nH_{2n+1}COOH$
Согласно закону сохранения массы веществ, сумма масс исходных веществ и сумма масс продуктов реакции равны.
Поэтому из данных задачи можно найти массу воды:

$rm m_{H_2O}$ = (масса кислоты) + (масса спирта) − (масса эфира) = г

$rm nu_{H_2O} = m / M = 0,54 / 18 = 0,03$ моль

Соответственно, количества веществ кислоты и спирта тоже равны моль.

Можно найти их молярные массы:

г/моль,

г/моль.

Получим два уравнения, из которых найдём и :

$rm M_{C_nH_{2n+1}COOH} = 14n + 46 = 60, n = 1$ — уксусная кислота

$rm M_{C_mH_{2m+1}OH} = 14m + 18 = 46, m = 2$ — этанол.

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

Ответ:

Пример 12.
Определить формулу аминокислоты, если при действии на г её избытком гидроксида натрия можно получить 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):
.

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:

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:

Легко увидеть, что .

Можно это сделать математически, если принять, что $bf R - C_nH_{2n+1}$ .

.

Это аланин — аминопропановая кислота.

Ответ:

Однако на данном этапе решение задачи не заканчивается. В ней требуется установить и структурную формулу вещества. Вот пример подобного задания:
При сгорании 5,8 г органического вещества образуется 6,72 л углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 2.

Установлено, что это вещество не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра, но каталитически восстанавливается водородом с образованием вторичного спирта и способно окисляться подкисленным раствором перманганата калия до карбоновой кислоты и углекислого газа. На основании этих данных:

1) установите простейшую формулу исходного вещества,
2) составьте его структурную формулу,
3) приведите уравнение реакции его взаимодействия с водородом.

(источник: Типовые тестовые задания по химии, под редакцией Ю. Н. Медведева. 2015 г.)

В первой части задачи в результате вычислений мы находим молекулярную формулу соединения: C3H6O. Затем начинаем путём логических размышлений находить структурную формулу. Общая формула CnH2nO характерна для альдегидов и кетонов, так же возможно предположить спирт: пропен-2-ол-1 (напомним: соединение с гидроксильной группы у атома углерода, образующего двойную связь является неустойчивым). Во-первых, данное вещество не подвергается окислению аммиачным раствором оксида серебра, значит, это не альдегид. Во-вторых, данное вещество каталитически восстанавливается водородом с образованием вторичного спирта, а значит, это не спирт. Единственный оставшийся вариант – кетон, а именно – ацетон. Подтверждает это и возможность окисления соединения кислым перманганатом калия до углекислого газа и карбоновой кислоты. Написание уравнения реакции уже не должно вызвать затруднений.

к оглавлению ▴

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. 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.

к оглавлению ▴

Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.

2–1. Относительная плотность паров органического соединения по сернистому газу равна . 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.) rm CO_2 и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу вещества, зная, что в указанной навеске вещества содержится молекул.

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

2–4. При сгорании органического вещества, содержащего rm C, H 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.

к оглавлению ▴

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 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.

к оглавлению ▴

Дополнение по определению структурной формулы:

Д-1. Дана молекулярная формула: C2H6O. Искомое вещество газообразно при н. у., не реагирует с металлическим натрием и может быть получено дегидратацией спирта. Установите его структурную формулу.
Д-2. Дана молекулярная формула: C3H8O2. Искомое вещество реагирует с натрием, а при дегидратации под действием серной кислоты превращается в соединение, содержащее шестичленный цикл. Установите его структурную формулу.
Д-3. Дана молекулярная формула: C2H7NO. Искомое вещество представляет собой бесцветную, вязкую жидкость с запахом аммиака. Оно реагирует и с натрием, и с азотистой кислотой, причём в обоих случаях выделяется газ. Установите его структурную формулу.

к оглавлению ▴

Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.

1–1.

1–2.

1–3.

1–4.

1–5. — формиат кальция, соль муравьиной кислоты

2–1. $rm C_8H_{16}O$

2–2.

2–3. (массу водорода находим, вычитая из массы углеводорода массу углерода)

2–4. (не забудьте, что атомы водорода содержатся не только в воде, но и в rm HCl )

2–5. $rm C_4H_{11}N$

3–1.

3–2.

3–3.

3–4.

3–5.

Д–1.

Д–2.

Д–3.

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Задача 33 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ.» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
07.05.2023

Источник

4.3.1. Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе».

Примеры задач на растворы

Пример 1

Пример 2

Пример 3

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

Пример 4

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

mр.в.

mр-ра

ωр.в.

Решение задач с долей вещества в смеси, в соединении

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Вычисление массовой доли вещества в растворе.

Вычисление массы раствора.

Вычисление массы вещества или объёма.

Опубликовано: 07.11.2022

Типы задач в задании 33.

Необходимые теоретические сведения.

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

Определение формул веществ по продуктам сгорания.

Определение формул веществ по химическим свойствам.

Задачи для самостоятельного решения.

Часть 1. Определение формулы вещества по составу.

Часть 2. Определение формулы вещества по продуктам сгорания.

Часть 3. Определение формулы вещества по химическим свойствам.

Дополнение по определению структурной формулы:

Ответы и комментарии к задачам для самостоятельного решения.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.

m_р.в.

m_р-ра

ω_р.в.