Раздел IV.

Вывод молекулярной формулы вещества по уравнению реакций с участием органических соединений.

При решении задач данного типа необходимо знать общие формулы гомологических рядов.

Алканы. Циклоалканы. Циклоалкены.

Задача 1.

Эквимолярная смесь газообразных алкана и алкена, содержащих одинаковое число атомов углерода в молекуле, способна обесцветить 80 г 20%-ного раствора брома в тетрахлориде углерода. При сжигании такого же количества исходной смеси образуется 13,44 л углекислого газа. Определить формулы углеводородов и их массы в исходной смеси.

Решение.

Составляем уравнения реакций:

С_nН_2n+2 +(1,5n+0,5)О₂→nСО₂ +(n+1) Н₂О (1)

C_nH_2n +1,5nО₂→nСО₂ +nН₂О (2)

С бромной водой вступает в реакцию только алкен:

C_nH_2n +Br₂→С_nН_2nBr₂ (3)

Эквимолярная смесь-это смесь, содержащая одинаковое количество (моль) веществ алкана и алкена.

Найдем массу брома в растворе и его количество:

m(Br₂)=w×m(р-ра)/100%=20%×80 г/100%=16 г

ν(Вr₂)=m/M=16 г/160 г/моль=0,1 моль

Составляем соотношение между количеством вещества брома и алкеном:

ν(Вr₂): ν(C_nH_2n)=1:1, ν(C_nH_2n)=0,1 моль

Находим количество выделившегося углекислого газа:

ν(СО₂)_(общ.) =V/V_m=13,44 л/22,4 л/моль=0,6 моль

Составляем соотношение между количеством алкена и выделившимся углекислым газом:

ν(СО₂): ν(C_nH_2n)=n:1 по уравнению (2),

ν(СО₂)₁=0,1n (моль)

Так как смесь- эквимолярная, значит и количество алкана тоже равно 0,1 моль.

Составляем соотношение между количеством алкана и выделившимся углекислым газом:

ν(СО₂): ν(C_nH_2n+2)=n:1 по уравнению (1),

ν(СО₂)₂=0,1n (моль)

ν(СО₂)₁+ ν(СО₂)₂=0,6

0,1n+0,1n=0,6, n=3

Следовательно, алкан-это пропан, алкен-пропен.

M(С₃Н₈)= ν×M=0,1 моль×44 г/моль=4,4 г

m(С₃Н₆)= ν×M=0,1 моль×42 г/моль=4,2 г

Ответ: m(С₃Н₈)= 4,4 г; m(С₃Н₆)=4,2 г

Задача 2.

Алкан массой 7,2 г прореагировал с 14,2 г хлора с образованием дихлорпроизводного. Определите формулу алкана.

Решение.

Составляем уравнение реакции:

С_nН_2n+2 + 2Сl_2(свет)→ С_nН_2nСl₂ + 2НCl

Находим количество вещества хлора, составляем соотношение между ним и алканам, находим количество вещества алкана и его молярную массу:

ν(Сl₂)=m/M=14,2/71 г/моль=0,2 моль

ν(Cl₂): ν(С_nН_2n+2)=2:1 по уравнению,

ν(С_nН_2n+2)=0,2/2=0,1 моль

М(С_nН_2n+2)=m/ν=7,2 г/0,1 моль=72 г/моль

Составляем уравнение:

12n+2n+2=72

n=5

Ответ: С₅Н₁₂.

Задача 3.

Для полного сгорания одного объема газообразного алкана потребовался в восемь раз больший объем кислорода. Установите формулу алкана.

Решение.

Составляем уравнение реакции:

С_nН_2n+2 +(1,5n+0,5)О₂→nСО₂ +(n+1) Н₂О

Поскольку отношение объемов газов равно отношению их стехиометрических коэффициентов, имеем:

ν(О₂): ν(C_nH_2n+2)= V(О₂): V(C_nH_2n+2)ν(СО₂)₂

(1,5n+0,5):1=8:1

(1,5n+0,5)=8, n=5

Ответ: С₅Н₁₂.

Задача 4.

Отношение молярных масс двух алканов составляет величину 1,9333. Отношение же молярных масс их монобромпроизводных равно 1,2569. Установите формулы исходных алканов.

Дата добавления: 2015-07-10