Методические рекомендации для студентов по выполнению самостоятельных работ по химии (стр. 9 )

Решение задач на вывод формулы вещества

по массовым долям элементов.

По углеводородам:

Пример: Анализ показал, что в состав некоторого вещества входит 80% углерода и 20% водорода. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 21. Найдите формулу неизвестного вещества.

       

Дано: щ(с)=80%

  щ(н)=20%

  Дн2=15

СхНу - ?

Решение:

Для нахождения числа атомов углерода и водорода нужно воспользоваться формулой

n= щ (э)/Ar (э),

где n – число атомов элемента;

щ – массовая доля элемента;

Ar – относительная атомная масса элемента.

Подставляем в эту формулу данные по углероду и водороду и находим соотношение их атомов.

С:Н = щ(с)/Ar(с) : щ(н)/Ar(н) = 6,6:20 = 1:3

СН3 – простейшая формула. Найдем её относительную молекулярную массу

Mr (СН3) = 12+1х3=15

А сейчас найдем массу истинной формулы, исходя из плотности по водороду.

Mr (CxHy) =DH2 ● Mr (H2)

Mr (CxHy) =15 ● 2=30

30/15=2, значит простейшую формулу удваиваем (СН3)2 >C2H6. Это этан.

По кислородсодержащим:

Известно много органических веществ, в состав которых, кроме углерода и водорода, входит также кислород. Первый класс таких соединений, рассматриваемых нами,— класс спиртов.

Наличие в молекулах спиртов гидроксильной группы можно доказать экспериментальным путем. В качестве примера рассмотрим, как определяют строение молекулы этилового спирта.

Элементным анализом этилового спирта доказано, что в его состав входят (в массовых долях): углерода С — 0,5217, кислорода О — 0,3478 и водорода Н — 0,1305. Плотность паров этилового спирта по водороду 23. Пользуясь этими данными, можно вывести молекулярную формулу этилового спирта:

С : Н : О=

Следовательно, простейшая формула этилового спирта С2Н6О. Пользуясь относительной плотностью по водороду, находим молярную массу этилового спирта:

M = 2D(H2) =2∙23=46; М(С2Н60)=46 г/моль

Вывод: простейшая формула этилового спирта является его молекулярной формулой: С2Н5ОН – этиловый спирт, такую же молекулярную формулу имеет диметиловый эфир СН3-О-СН3

Задачи

1.Найдите молекулярную форм% массы которого составляет водород; относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,035.

  2.Определите формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором равна 82,8%, а масса 1л этого газа (н. у.) составляет 2,59г.

3.Анализ органического вещества показал, что массовая доля углерода, водорода и хлора в нем соответственно равна 22,24%; 4,04%; 71,71%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду 49,5. Установите молекулярную и структурную формулы его изомеров.

4.Анализ некоторого газообразного вещества показал, что массовая для углерода в нем равна 85,82%, а водорода 14,18%. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 21. Установите молекулярную и структурную формулы этого вещества.

5.Определите формулу газообразного вещества, если массовая доля углерода в нем 92,3%, водорода 7,7%. 1л газа (н. у.) имеет массу 1,16г.

6.Массовые доли углерода и водорода в органическом веществе соответственно равны 84,51% и 15,49%. Относительная плотность вещества по кислороду равна 4, 40. Установите молекулярную и структурную формулы этого вещества.

7.Определите молекулярную формулу вещества, если массовые доли элементов в нем: водорода 9%, углерода 55%, кислорода 36%. Относительная плотность по водороду 21.

8.Неизвестное вещество имеет следующий процентный состав: углерод – 39,98%, водород – 6%, кислород – 54,02%. Его относительная молекулярная масса 60. Найдите молекулярную и структурную формулу вещества.

9.Найдите формулу азотосодержащего органического вещества с плотностью по водороду 22,5, если массовые доли углерода, водорода и азота соответственно равны 53,3%; 15,6%; 31,1%.

Решение задачи на вывод формулы вещества по продуктам сгорания.

Мы уже знаем, что для определения химической формулы органического вещества небольшую его массу сжигают, а затем исследуют продукты сгорания. Так, например, при сжигании 3,75 г формальдегида получили 2,25 г водяного пара и 5,5 г оксида углерода (IV). Установили, что плотность паров формальдегида по водороду 15. Пользуясь этими данными, находят, сколько граммов углерода и водорода содержится в 3,75 г формальдегида:

М(С02) = 12 + 32 = 44; М = 44 г/моль

44 г  С02 содержат 12г С

5,5 г  С02 содержат х1 С

44:5,5=12:х1;  x1==l,5; m(C) = l,5 г

М(Н20)=2+16=18; М=18 г/моль

18 г  Н20 содержат 2г Н 2,25г Н20 содержат х2 Н

18:2,25 = 2:х2;  х2 = = 0,25г; m(Н)=0,25 г

Находят общую массу углерода и водорода: х1 +х2= 1,5 + 0,25= 1,75

Так как для сжигания было взято 3,75 г формальде­гида, то можно вычислить массу кислорода:

3,75—1,75=2; m(0)=2 г

Определяют простейшую формулу:

С: Н:О = = 0,125:0,25:0,125= 1:2:1

Следовательно, простейшая формула исследуемого ве­щества СН2О.

Зная плотность паров формальдегида по водороду, вы­числяют его молярную массу:

M = 2D(H2)=2 ∙15 = 30; М = 30 г/моль

Находят молярную массу по простейшей формуле:

М(СН20) = 12 + 2 + 16 = 30; М(СН2О)=30 г/моль

Следовательно, молекулярная формула формальдегида СН2О. Согласно положениям теории строения ­лерова, этой  молекулярной  формуле соответствует только одна  структурная  формула.  НСОН - муравьиный альдегид.  [10]

Задачи

1.При сгорании углеводорода, относительная плотность которого по азоту равна 1, образовалось 1,76г углекислого газа и 0,72г воды. Найдите формулу углеводорода.

2.При полном сгорании углеводорода образовался оксид углерода IV массой 3,52г и вода массой 0,72г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 0,896. Найдите молекулярную формулу углеводорода.

3.При сгорании углеводорода образовался оксид углерода IV количеством 0,5 моль и столько же воды. Относительная плотность этого углеводорода по азоту равна 1,5. Найдите молекулярную формулу углеводорода.

4.Сожгли органическое вещество массой 0,680г, молекулы которого состоят из атомов углерода и водорода, и получили углекислый газ массой 2,2г и воду массой 0,72г. относительная плотность паров вещества по азоту равна 2,34. Найдите молекулярную формулу углеводорода.

5.Найдите молекулярную формулу углеводорода, если известно, что из этого вещества получили 3,3г оксида углерода IV и 1,35г воды. Плотность 1,8 г/л. Составьте формулы изомеров данного вещества.

6.В результате сгорания 1,5г газа образуется 4,4г CO2 и 2,7г H2O. 1л этого газа имеет массу 1,34г (при н. у.). Найдите формулу вещества.

7.Определите молекулярную формулу вещества, при сжигании 2,1г которого получили 6,6г оксида углерода IV и 2,7г воды. Плотность паров его по воздуху равна 2,90.

8.При сжигании органического вещества массой 4,8г получены 6,6г оксида углерода IV и 5,4г воды. Относительная плотность вещества по водороду равна 16. Составьте формулу вещества и назовите его.

9.При сгорании 2,3г органического вещества образуется 4,4г оксида углерода IV и 2,7г воды. Относительная плотность паров по воздуху этого вещества равна 1,59. Найдите формулу вещества.

10.При сгорании 6г вещества образовалось 3,6г воды и 8,8г углекислого газа. Плотность вещества по кислороду равна 1,88. Определите формулу вещества.

Задания для самостоятельной работы выполняются  своевременно после изучения соответствующих тем в тетрадях для самостоятельных работ. Задания могут быть одинаковыми для всех, либо групповыми, либо индивидуальными.

Выводы:

Данная методическая разработка содержит алгоритмы выполнения расчетных задач и упражнений по химии. В ней содержатся задания для самостоятельной работы студентов в соответствии с календарно-тематическим планом. Данное пособие облегчит работу студентов по выполнению самостоятельной работы. Оно может быть использовано обучающимися  в системе СПО, НПО, а также учащимися школ, изучающих химию. [11]

Литература:

1. Амирова, работа с учебником как способ активи­зации подготовительной деятельности [Текст] / // Химия в шко­ле,-2007.-№8.-С. 50.

2.  Беляева, Н. Л. К проблеме построения системы самостоятельной работы [Текст] / // Культурная жизнь Юга России. - 2007. - № 6. - С.74,

3. Георге, И. В, Дидактические условия реализации самостоятельной рабо­ты студентов [Текст] / И. В, Георге // Среднее профессиональное образование. - 2009.- №9. - С. 48.

4. Зверева, Е. Самостоятельная работа студентов с профессионально - ориентированной информацией [Текст] / Е. Зверева// Среднее профессиональ­ное образование, - 2008. - №12. - С. 83.

5. Карцева, -исследовательская работа студентов как одно из направлений компетентно-ориентированного образования [Текст] / // Среднее профессиональное образование. - 2008. - №4. - С. 113-118.

6. Колобков, учебная работа как фактор социально профессиональной адаптации студентов [Текст] / // Среднее профессиональное образование. - 2007. - №2. - С, 45.

7. Газета «1 сентября» www. 1 september. ru

8. Сеть творческих учителей www. it-n. ru

9. Учительская газета www. ug. ru

10. Школьный портал http://www. portalschool. ru

11. Фестиваль педагогических идей "Открытый урок" http://festival. lseptember. ru/