Раздел VIII. Определение молекулярной формулы по электронному н атомному составу

1.Молекула алкана содержит 26 электронов. Установить его формулу. (С₃Н₈)

2.Установите молекулярную формулу углеводорода, молекула которого содержит 40 электронов, а молекулярная масса которою 70. (С₅Н_|0)

3.Общее количество атомов в образце предельной одноосновной карбоновой кислоты массой 97,5 г равно 13.0 моль. Определите молекулярную формулу кислоты. (С₂Н₄0₂)

4.0бщее количество атомов в образце предельного одноатомного спирта массой 120 г равно 22,5 моль. Определите молекулярную формулу спирта. (СН₃ОН)

5. Общее количество атомов в образце предельного одноатомного альдегида массой 79,2г равно 12,6 моль. Определите молекулярную формулу альдегида. (С₂Н₄0)

б.Найти молекулярную формулу циклоалкана, в молекуле которого имеется 40 электронов. (С5Н10)

7.Привссти структурную формулу ароматического углеводорода, имеющего в молекуле 50 электронов. (С₇Н₈)

Раздел IX. Олнмпиадные задачи

1.Определите формулу вещества, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит по массе 52,83% кислорода, количество атомов азота в нем равно количеству атомов фосфора, а количество атомов водорода в 2,5 раза больше суммы атомов азота и фосфора. Масса 1 моля больше 150 г. но меньше 300 г. ((NH₄)₂H₂P₂0₇)

2. Элементы А и В образуют соединение, содержащее по массе 36% элемента Л. При гидролизе этого соединения выделяется газ, содержащий элемент В - 94,21% от общей массы - и водород. Определить формулу соединения А с В, написать реакцию его гидролиза. (AI₂S₃)

3. При электролизе водного раствора натриевой соли одноосновной карбоновой кислоты на аноде выделилась смесь газов с плотностью по гелию 12,17. Определить формулу соли. (C₂H₅COONa)

4. К 1 л смеси углеводорода с углекислым газом добавили 3 л (избыток) кислорода и подожгли. После окончания реакции объем новой смеси составил 4,4 л, после конденсации водяных паров - 2,8 л, а после обработки щелочью - 1,0 л. Объемы газов измерялись при одинаковых условиях. Определить формулу исходного углеводорода. (С₃Н₈)

5. В процессе окисления смеси бензола и его ближайшего гомолога раствором перманганата калия в кислой среде при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 13 раз меньше объема такого же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определить состав исходной смеси углеводородов (в процентах по массе). (бензол-45,9%. толуол-54,1 %)

6. 14,6 г смеси анилина и ароматического углеводорода- гомолога бензола- обработали бромной водой. При этом выпало 33,0 г осадка. Определите формулу углеводорода, если известно, что молярное отношение анилина к углеводороду равно 2:1. Напишите структурные формулы изомеров. (CgHio: этилбензол или диметилбензол)

7. К 30 мл неизвестного газообразного углеводорода добавили 175 мл кислорода и смесь сожгли. После окончания реакции и конденсации водяного пара объем газа составил 160 мл. После взаимодействия этой смеси с раствором гидроксида калия объем уменьшился до 40 мл. Все объемы были измерены в одинаковых условиях. Установить структурную формулу углеводорода. (GiH₂, бутадиин-1,3)

8. При электролизе 1 л водного раствора натриевой соли одноосновной карбоновой кислоты (плотность раствора 1,2 г/мл, массовая доля соли 8%) выделилась смесь газов плотностью по гелию 9,25. Определите неизвестную соль, напишите реакцию электролиза и рассчитайте массовую долю вещества, оставшегося в растворе, если исходная соль прореагировала полностью. (C₂H,COONa, w(NaOH)=3,55%)

9. Для полного щелочного гидролиза 17.18 г смеси двух сложных эфиров потребовалось 56 г водного раствора гидроксида калия с массовой долей щелочи 20%. При добавлении к такому же количеству исходной смеси аммиачного раствора оксида серебра (I) выделилось 6,48 г осадка. Определите строение сложных эфиров и их содержание в исходной смеси ( в мольных процентах). (этилацетат-85% и метилформиат-15%)

10. Неизвестный металл массой 4,8 г обработали избытком очень разбавленного раствора азотной кислоты. К полученному раствору прибавили избыток раствора щелочи и нагрели, при этом выделилось 1,12 л газа (н.у.). Определите, какой металл был растворен в азотной кислоте, и напишите уравнения описанных реакций. (Mg)

11. Для количественного дегидрирования 15.6 г смеси двух предельных одноатомных спиртов потребовалось 32 г оксида меди (II). На образовавшуюся смесь подействовали избытком аммиачного раствора оксида серебра (I) и получили 129,6 г осадка. Определите структуры спиртов и их количества в исходной смеси. Ответ 1.0,1 моль метанола и 0,2 моль этанола Ответ 2. 0.3 моль метанола и 0,1 моль пропанола-2

12. При окислении водным раствором перманганата калия 0,06 моль неизвестного органического вещества образоватось 9.6 г бензоата калия. 5.88 г ацетата калия, 17.4 г оксида марганца (IV), 4.48 г гидроксида калия и вода. Определить формулу этого вещества. (пропилбензол)

!З.Определите формулу вещества, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит по массе 48.5% кислорода, количество атомов азота в нем в 2 раза больше количества атомов фосфора, а количество атомов водорода в 2,25 раза больше количества атомов кислорода. (Масса 1 моль вещества меньше 200 г.) ((NH₄)₂HP0₄) 14.1,62 г дипептида сожгли в избытке кислорода. Смесь газообразных веществ пропустили через трубку с оксидом фосфора (V), а затем - через раствор гидроксида кальция. Из полученной смеси удалили кислород и измерили объем оставшегося газа, который оказался равным 224 мл (н.у.). Масса трубки с оксидом фосфора (V) увеличилась на 0,9 г. Масса выпавшего осадка равна 5 г. Определите формулу дипептида, если известно, что одна из аминокислот - глицин. (NH₂C₂H₅(OH)-CONH-CHrCOOH)

15. Образец вещества массой 2,96 г в реакции с избытком бария дает 448 мл водорода при 298 К и 101,3 кПа. При сжигании образца массой 0.0555 г этого вещества получено 0.0990 г С0₂ и 0,0405 г Н₂0. При испарении образца этого вещества массой 1,85 г пары занимают объем 0,97 л при 473К и 101.3 кПа. Определите молекулярную и структурную формулы соединения. (СН₃СН₂СО()П)

16. Смесь алкана и кислорода имеет плотность по водороду 16.67. После полного сгорания углеводорода и охлаждении продуктов реакции плотность смеси газов по водороду составила 19. Установите формулу углеводорода. (С₃Н₈)

17. 2,8 л (н.у.) смеси алкана, апкена и алкина, содержащих одинаковое число атомов углерода, может прореагировать с 17,4 г гидроксида диамминсеребра или присоединить 28 г брома. Определите качественный и количественный (по объему %) состав исходной смеси углеводородов. (20% С₂Нб, 20% С₂Н₄, 60%С₂Н₂)

18. 7,84 л (н.у.) смеси газообразных алкена и алкина, содержащих одинаковое число атомов углерода, может присоединить 80 г брома. Образовавшаяся при этом смесь продуктов присоединения брома имеет массу 94,4 г. Определите строение и состав (% по массе) исходной смеси углеводородов.

(41,65% пропина, 58,35% проиена)

19. Смесь алкена и водорода общим объемом 13,44 л (н.у.) пропустили при 200°С над платиновым катализатором. При этом реакция прошла с выходом продукта 75% от теоретического, и объем смеси уменьшился до 10,08 л. При пропускании исходной смеси через склянку с бромной водой весь углеводород прореагировал, и масса склянки увеличилась на 8,4 г. Определите состав исходной смеси (% по объему) и строение исходного алкена. (33,3% С₃Н₆, 66,7% Н₂)

20. 200 г раствора нитрата двухвалентного металла разделили на две равные части. К одной добавили избыток раствора сульфида аммония, причем выпало 4,78 г осадка, к другой- избыток раствора сульфата калия, при этом выпало 6,06 г осадка. Найдите массовую долю соли (какой?) в исходном растворе. (6,62% PbfNOi^)

21. 12,4 г простого вещества А красного цвета сожгли в избытке воздуха. В результате образовался белый порошок В, который растворили в 471,6 мл горячей воды, и получили раствор С. Если раствор С нейтрализовать содой, а затем добавить избыток раствора нитрата серебра, то выпадет ярко-желтый осадок. Назовите вещества А, В и С. Рассчитайте, сколько граммов порошка В образовалось. Определите состав и содержание (% по массе) соли в растворе, полученном при взаимодействии 50 г раствора С с 11,2 г негашеной извести.

(т(Р₂0,)=28.4г, w(Ca₃(PO₄)₂)=10,l%)

22. Смесь фенола и этилового эфира алкилмонокарбоновой кислоты массой 29,8 г обработали 393,4 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (р=1,22г/мл). При нагревании избыток щелочи нейтрализовали 180,5 мл 36%-ного раствора хлороводородной кислоты (р=1.18 г/мл). При обработке такой же пробы смеси

раствором брома образуется 33,1 г осадка. Определите формулу эфира. (СН,СН₂СООС₂Н₅)

23. 11ри гидролизе сложного эфира, молярная масса которого равна 130, образуются кислота и спирт. Определите строение эфира, если известно, что серебряная соль кислоты содержит 59,66% серебра, а спирт окисляется хромовой смесью с разрывом углеродного скелета и быстро реагирует с концентрированной соляной кислотой с образованием алкилхлорида. (С2Н₅СООС(СН₃)з трет-бутилпропаноат)

24. Твердый триглицерид массой 16.12 г полностью гидролизуют при нагревании с 38 мл 25%-ного раствора гидроксида калия (р = 1.18 г/мл) Избыток щелочи нейтрализовали 40,2 мл 12%-ного раствора HCI (р = 1.06 г/мл). При последующем иодкислении раствора выделился осадок массой 15,36 г. Предложите формулу триглицерида. (Н1С-ОСОС17Н35

"I НС-ОСОС,<Н₃,

I Н₂С-ОСОС,₃Н₂₇)

25. 20 г сульфата калия растворили в 150 г воды, полученный раствор подвергли электролизу. После окончания электролиза соли массовая доля сульфата калия составила 15%. Какие объемы водорода и кислорода были получены при температуре 20°С и давлении 103 к1 la? (V(0_:)=24 л; V(H₂)=48,1 л)

26. На 67.4 г смеси оксида марганца (IV) с неизвестным оксидом состава Э0₂ подействовали избытком соляной кислоты (Оксид Э0₂ реагирует с соляной кислотой так же, как оксид марганца (IV)) При этом выделилось 1,344 л газа (н.у.). Молярное соотношение неизвестного оксида и оксида марганца (IV) равно 1:5. Определите состав неизвестного оксида и его массу. ( 23.9 г РЬ0₂)

27. Для полного восстановления 108 г оксида металла использовали смесь оксида углерода (II) и водорода. При этом образовалось 18 г воды и 11,2 л газа (н.у.). Раствор, полученный при растворении продукта реакции в концентрированной серной кислоте при нагревании, давал синее окрашивание с желтой кровяной солью. Определите состав оксида и объемные доли газов в исходной смеси. (FeO; 66,7% Н₂; 33,3% СО)

28. Металл сожгли в кислороде с образованием 2,32 г оксида, для восстановления которого до металла необходимо затратить 0.8<)6 л

(н.у) оксида углерода (II). Восстановленный металл растворили в разбавленной серной кислоте, полученный раствор давал темно-синий осадок с красной кровяной солью K3[Fe(CN)₆]. Определите формулу оксида. Напишите уравнения всех протекающих реакций. (Fe₃0₄)

29. Смесь паров промина и изомерных монохлоралкенов при температуре 145 С и давлении 96,5 кПа занимает объем 18,0 л и при сжигании в избытке кислорода образует 18.0 г воды. Напишите все возможные структурные формулы монохлоралкенов. Вычислите объем 1,7%-ного раствора нитрата серебра (р =1,01 г/мл), который может прореагировать с продуктами сжигания исходной смеси, если известно, что ее плотность по воздуху равна 1,757. (четыре изомера СчН₅С1)

30. 12,76 г твердого животного жира (триглицерида) полностью растворили при нагревании с 19 мл 25%-ного раствора КОН (р = 1,18 г/мл) Избыток щелочи нейтрализовали 27,8 мл 5%-ного раствора (р = 1,05 г/мл). При последующем избыточном подкислении раствора выпало 10.24 г осадка, содержащего 75% углерода по массе. Установите возможную формулу триглицерида.

(Н-)С-ОСОС 15Н31

I

НС-ОСОС₃Н₇

I

Н₂С-ОСОС,5Н₃₁)

31. 17,56 г растительного масла нагрели с 30,1 мл 20%-ного раствора серной кислоты (р = 1,14 г/мл) до полного исчезновения масляного слоя. Полученная смесь может прореагировать с 11,2 г КОН. При действии избытка бромной воды на полученный после гидролиза раствор образуется только одно тетрабромпроизводное. Установите возможную формулу триглицерида, если известно, что продукт присоединения брома содержит 53,3% брома (по массе).

(Н,С-ОСОС₁₇Н₃,

I НС-ОСОС,₇Н₃,

I

Н2С-ОСОС17H31)

Литература

1. Врублевский А.И. Сборник конкурсных задач и упражнений по органической химии. - Мн.: Изд-во ООО «Красико-Принт», 2003. -80 с.

2. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия. 11 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. - М.:Дрофа,2001. -368 с.

3. Дроздов А.А..Еремина Е.А. ЕГЭ. Репетитор. Химия. 'Эффективная методика. - М.: «Экзамен». 2005.-384 с.

4. Каверина А.А.. Медведев Ю.Н., Добротин Д.Ю.: Химия. Федеральный банк экзаменационных материалов. - М.: Эксмо. 2008. -304 с.

5. Косова О.Ю. Единый государственный экзамен. Химия: Справочные материалы, контрольно-тренировочные упражнения, расчетные задачи. - Челябинск: «Взгляд», 2004. -409 с.

6. Лидин Р.А.Расчетные задачи по химии. -М.: Астрель, 2006. -127 с.

7. Свешникова Г.В. Основы химии в расчетах: Самоучитель расчетных химических задач. - СПб: Химиздат, 2002. -240 с.