Задачи на вывод формулы органического вещества

1. 
   Масса неизвестного объема воздуха равна 0,123 г, а масса такого же объема газообразного алкана 0,246 г (при одинаковых условиях). Определите молекулярную формулу алкана.
   
2. 
   Органическое вещество массой 1,875 г занимает объем 1 л (н.у.). При сжигании 4,2 г этого вещества образуется 13,2 г СО₂ и 5,4 г воды. Определите молекулярную формулу вещества.
   
3. 
   Установите молекулярную формулу предельного третичного амина, содержащего 23,73% азота по массе.
   
4. 
   Предельную одноосновную карбоновую кислоту массой 11 г растворили в воде. Для нейтрализации полученного раствора потребовалось 25 мл раствора гидроксида натрия, молярная концентрация которого 5 моль/л. Определите формулу кислоты.
   
5. 
   Установите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11% брома.
   
6. 
   Установите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и то же количество его, взаимодействуя с галогенами, образует, соответственно, или 56,5 г дихлорпроизводного или 101 г дибромпроизводного.
   
7. 
   При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и 8,96 л (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.
   
8. 
   При взаимодействии 0,672 л алкена (н.у.) с хлором образуется 3,39 г его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, запишите его структурную формулу и название.
   

9. 
   При полном сжигании вещества, не содержащего кислорода, образуется азот и вода. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 16. Объем необходимого на сжигание кислорода равен объему выделившегося азота. Определите молекулярную формулу соединения.
   
10. 
    При взаимодействии 11,6 г предельного альдегида с избытком гидроксида меди (II) при нагревании образовался осадок массой 28,8 г. Выведите молекулярную формулу альдегида.
    
11. 
    Установите молекулярную формулу алкена и продукта взаимодействия его с 1 моль бромоводорода, если это монобромпроизводное имеет относительную плотность по воздуху 4,24. Укажите название одного изомера исходного алкена.
    
12. 
    При взаимодействии одного и того же количества алкена с различными галогеноводородами образуется, соответственно, 7,85 г хлорпроизводного или 12,3 г бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена.
    
13. 
    При взаимодействии 1,74 г алкана с бромом образовалось 4,11 г монобромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкана.
    
14. 
    При сгорании 9 г первичного амина выделилось 2,24 л азота (н.у.). Определите молекулярную формулу амина, приведите его название.
    
15. 
    На полное сгорание 0,2 моль алкена израсходовано 26,88 л кислорода (н.у.). Установите название, молекулярную и структурную формулы алкена.
    
16. 
    При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.
    
17. 
    Массовая доля кислорода в предельной одноосновной кислоте составляет 43,24 %. Определите молекулярную формулу этой кислоты.
    

 

Задания С5

(решения и ответы)

 

1.   n(возд.) = n(C_nH_2n+2)

M(C_nH_2n+2) = 14n+2

0,123 / 29 = 0,246 / (14n+2)

n = 4,           C₄H₁₀

 

2.   M = 1,875 г/л ^. 22,4 л/моль= 42 г/моль

n(CO₂) = 13,2 г / 44 г/моль= 0,3 моль

n(C) = 0,3 моль

m(C) = 0,3 моль ^. 12 г/моль = 3,6г

n(H₂O) = 5,4 г / 18 г/моль = 0,3 моль

n(H) = 0,6 моль

m(H) = 0,6 моль ^. 1 г/моль = 0,6 г

4,2 г – (3,6г + 0,6г) = 0, кислорода нет.

n(C) : n(H) = 0,3 : 0,6 = 1 :2

CH₂ – простейшая формула

42 / 14 = 3,           С₃Н₆

 

3.  R₁ – N – R₃

              |

           R₂

M_r(амина) = A_r(N) / ω(N) = 14 / 0,2373 = 59

59 – 14 = 45 (R₁, R₂, R₃)

45 / 3 = 15     CH₃ – все радикалы.

(СН₃)₃N - триметиламин

 

4.   С_nH_2n+1COOH + NaOH = C_nH_2n+1COONa + H₂O

n(NaOH) = 5 моль/л ^. 0,025 л = 0,125 моль

n(кислоты) = 0,125 моль

М(кислоты) = 11г / 0,125 моль = 88 г/моль

М(C_nH_2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 45 = 14n +46

14n + 46 = 88

n = 3,     C₃H₇COOH

 

5.   C_nH_2пBr₂

M_r(C_nH₂Br₂) = 160 / 0,8511 = 188

12n + 2n + 160 = 188

n = 2,      C₂H₄Br₂ - дибромэтан

 

6.   C_nH_2n + Cl₂ → C_nH_2nCl₂

C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

n(C_nH_2nCl₂) = n(C_nH_2nBr₂)

M(C_nH_2nCl₂) = 14n + 71

M(C_nH_2nBr₂) = 14n + 160

56,5 / (14n+71) = 101 / (14n+160)

n = 3,   C₃H₆

 

7.   R₁ – NH – R₂

n(N₂) = 2,24 л / 22,4л/моль = 0,1 моль

n(N₂) = 0,2моль

n(CO₂) = 8,96л / 22,4л/моль = 0,4 моль

n(C) = 0,4 моль

n(N) : n(C) = 0,2 : 0,4 = 1 : 2

Следовательно, атомов С – 2

CH₃ – NH – CH₃ - диметиламин

 

8.  C_nH_2n + Cl₂ = C_nH_2nCl₂

n(C_nH_2n) = 0,672 л / 22,4л/моль = 0,03 моль

n(C_nH_2nCl₂) = 0,03моль

 

М(С_nH_2nCl₂) = 3,39 г / 0,03 моль = 113 г/моль

12n + 2n + 71 = 113

n = 3,               C₃H₆,    CH₃ – CH = CH₂ - пропен

 

9.   N_xH_y + 0,5xO₂ → 0,5xN₂ + 0,5yH₂O

0,5x ^. 2 = 0,5y    x : y = 1 : 2      NH₂ – простейшая формула

М(NxHy) = 16 . 2 г/моль = 32г/моль

32 / 16 = 2,     N₂H₄ – гидразин

2 способ:

М(N_xH_y) = 16 ^. 2г/моль = 32 г/моль,

т.к. вещество содержит только N и H, то атомов N – 2

(14 ^. 2 = 28), а атомов H – 4 (32 – 28 = 4),   N₂H₄

 

10.     C_nH_2n+1CHO + 2Cu(OH)₂ → C_nH_2n+1COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

n(Cu₂O) = 28,8 г / 144г/моль = 0,2 моль

n(альдегида) = 0,2 моль

М(альдегида) = 11,6 г / 0,2 моль = 58 г/моль

12n + 2n + 1 + 12 + 1 + 16 = 58

14n + 30 = 58

n=2, CH₃ – CH₂ – CHO -   пропионовый альдегид

 

11.     C_nH_2n + HBr → C_nH_2n+1Br

М(C_nH_2n+2) + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr

M = 29  г/моль ^. 4,24 = 123г/моль

14n + 81 = 123

n = 3,              C₃H₇Br – бромпропан,     C₃H₆ – пропен

                         Изомер – циклопропан

 

12.  С_nH_2n+ HCl → C_nH_2n+1Cl

C_nH_2n + HBr → C_nH_2n+1Br

n(C_nH_2n+1Cl) = n(C_nH_2n+1Br)

7,85 / (14n+36,5) = 12,3 / (14n+81)

n = 3,              C₃H₆   -  пропен

 

13.   С_nH_2n+2 + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr

n(C_nH_2n+2) = n(C_nH_2n+1Br)

1,74 / (14n+2) = 4,11 / (14n+81)

n = 4,              C₄H₁₀

 

14.    R – NH₂ + O₂ → CO₂ + H₂O + N₂

2R – NH₂    →   N₂

n(N₂) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль

n(R – NH₂) = 0,2 моль

М(R – NH₂) = 9г / 0,2 моль = 45г/моль

45 – (14+2) = 29     R – C₂H₅                      C₂H₅NH₂ – этиламин

15.С_xH_2x + 1,5xO₂ → xCO₂ + xH₂O

n(O₂) = 26,88 л / 22,4 л/моль = 1,2 моль

0,2 моль C_xH_2x   –   1,2 моль О₂

1 моль С_xH_2x           –   1,5х моль О₂

х = 4,               C₄H₈

 

16.C_nH_2n+1COOH + NaHCO₃ → С_nH_2n+1COONa + H₂O + CO₂

n(CO₂) = 5,6л / 22,4л/моль = 0,25 моль

n(C_nH_2n+1COOH) = 0,25 моль

М(C_nH_2n+1COOH) = 25,5 г / 0,25моль = 102 г/моль

12n + 2n + 1 + 45 = 102

n = 4,              C₄H₉COOH

 

17. C_nH_2n+1COOH

Mr = 16 ^. 2 / 0,4324 = 74

12n + 2n + 1 + 45 = 74

14n = 28,    n = 2, CH₃ – CH₂ – COOH   -   пропионовая кислота