Метан ® А ® В ® С ® бутан.

Назвіть невідомі речовини. Зазначте умови, за яких відбуваються реакції.

IV. Розв’язання задач"

Приклади розв’язання:

Задача №1: Визначите молекулярну формулу алкану, масова частка Гідрогену в якому дорівнює 16, 67%, а відносна густина цієї речовини за воднем дорівнює 36.

Розв’язання: 1. Для розрахунків приймаємо, що зразок вуглеводню С_xН_y має масу 100 г. Тоді маса m (Н) = 16, 67 г, а m (С) = 100-16, 67 = 83, 33 г.

2. Знайдемо мольне відношення Гідрогену та Карбону:

x: y = n (C): n (H) = (m (С)/ М (С)): (m (Н)/ М (Н))

n (C): n (H) = (83, 33/12): (16, 67/1) = 1: 2, 4 = 5: 12.

Найпростіша формула вуглеводню — С₅Н₁₂.

3. Відносна густина алкану за воднем дорівнює:

(С_xН_y) = М (С_xН_y)/ М (Н₂).

Відповідно, молярна маса вуглеводню дорівнює:

М (С_xН_y) = 2· (С_xН_y) = 2·36 = 72 г/моль.

4. Молярна маса вуглеводню, що відповідає простішій формулі дорівнює:

М (С₅Н₁₂) = 5·12 + 12·1 = 72 г/моль.

Це означає, що найпростіша формула і є істиною. Отже, молекулярна формула алкану С₅Н₁₂.

Відповідь: молекулярна формула алкану С₅Н₁₂.

Задача №2: При спалюванні вуглеводню, кількість речовини якого дорівнює 0, 1 моль, утворилися карбон (IV) оксид об’ємом 6, 72 л (нормальні умови) і вода масою 7, 2 г. Визначите молекулярну формулу вуглеводню.

Розв’язання: 1. Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду, отриманого при горінні вуглеводню:

n (CО₂) = V (CО₂)/ V_m = 6, 72/22, 4 = 0, 3 моль.

Кількість речовини Карбону, що міститься в спаленому зразку вуглеводню, дорівнює:

n (С) = n (CО₂) = 0, 3 моль.

2. Розраховуємо кількість речовини води, отриманої при спалюванні вуглеводню:

n (Н₂О) = m (Н₂О)/ М (Н₂О) = 7, 2/18 = 0, 4 моль.

Кількість речовини Гідрогену, що містився в зразку вуглеводню дорівнює:

n (Н) = 2· n (Н₂О) = 0, 8 моль.

3. Таким чином, зразок вуглеводню кількістю речовини 0, 1 моль містить 0, 3 моль Карбону та 0, 8 моль Гідрогену. Тому, 1 моль вуглеводню містить 3 моль С та 8 моль Н, тобто формула вуглеводню С₃Н₈. Це пропан.

Відповідь: молекулярна формула вуглеводню С₃Н₈.

Задача №3: Під час взаємодії метану об’ємом 2, 24 л (нормальні умови) з нітратною кислотою добуто нітрометан масою 5, 2 г. Визначте масову частку виходу продукту.

Розв’язання: 1. Визначаємо кількість речовини вихідного метану:

n (CН₄) = V (CН₄)/ V_m = 2, 24/22, 4 = 0, 1 моль.

2. Складаємо рівняння хімічної реакції: CН₄ + HNO₃ ® CН₃NO₂ + H₂O.

Згідно рівнянню реакції n (CН₃NO₂) = n (CН₄) = 0, 1 моль.

3. Обчислюємо практичну масу нітрометану, що міг би утворитись при кількісному виході:

m (CН₃NO₂) = n (CН₃NO₂)· М (CН₃NO₂) = 0, 1·61 = 6, 1 г.

4. Визначаємо масову частку виходу нітроетану за формулою:

h(CН₃NO₂) = m _практ.(CН₃NO₂)·100%/ m _{теорет.}(CН₃NO₂)

h(CН₃NO₂) = 5, 2·100%/6, 1 = 85%.