Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 1

При сгорании органического вещества массой 4,8 г образовалось 3,36 л. CO2 (н.у.) и 5,4 г воды. Плотность паров органического вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества.

Решение: 

Продукты сгорания вещества состоят из трех элементов: углерода, водорода, кислорода. При этом очевидно, что в состав этого соединения входил весь углерод, содержащийся в CO2, и весь водород, перешедший в воду. А вот кислород мог присоединиться во время горения из воздуха, а мог и частично содержаться в самом веществе. Для определения простейшей формулы соединения нам необходимо знать его элементный состав. Найдем количество продуктов реакции (в моль):

n(CO2) = V(CO2) / VM = 3,36 л : 22,4 л/моль = 0,15 моль
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 5,4 г : 18 г/моль = 0,3 моль

Следовательно, в состав исходного соединения входило 0,15 моль атомов углерода и 0,6 моль атомов водорода: n(H) = 2n(H2O), так как в одной молекуле воды содержатся два атома водорода. Вычислим их массы по формуле:

m = n х M

m(H) = 0,6 моль х 1 г/моль = 0,6 г
m(С) = 0,15 моль х 12 г/моль = 1,8 г

Определим, входил ли кислород в состав исходного вещества:

m(O) = 4,8 — (0,6 + 1,8) = 2,4 г

Найдем число моль атомов кислорода:

n(O) = m(O) / M(O) = 2,4 г : 16 г/моль = 0,15 моль

Соотношение числа атомов в молекуле исходного органического соединения пропорционально их мольным долям:

n(CO2) : n(H) : n(O) = 0,15 : 0,6 : 0,15 = 1 : 4 : 1

Самую маленькую из этих величин (0,15) принимаем за 1, а остальные делим на нее.

Итак, простейшая формула исходного вещества CH4O. Однако по условию задачи требуется определить молекулярную формулу, которая в общем виде такова: (CH4O)х. Найдем значение x. Для этого сравним молярные массы исходного вещества и его простейшей формулы:

x = M(CH4O)х / M(CH4O)

Зная относительную плотность исходного вещества по водороду, найдем молярную массу вещества:

M(CH4O)х = M(H2) х D(H2) = 2 г/моль х 16 = 32 г/моль
x = 32 г/моль / 32 г/моль = 1

Есть и второй вариант нахождения x (алгебраический):

12x + 4x + 16x = 32; 32 x = 32; x = 1

Ответ: Формула исходного органического вещества CH4O.

Задача 2

В лабораторной установке из 120 л ацетилена (н.у.) получили 60 г бензола. Найдите практический выход бензола.

Решение:

3C2H2 (650 оС, активированный уголь) = C6H6

n(C2H2) = V(C2H2)/ VM = 120 л : 22,4 л/моль = 5,35 моль
n(C6H6)теор = 1/3 х n(C2H2) = 1/3 х 5,35 моль = 1,785 моль
n(C6H6)практ = m(C6H6)/ M(C6H6) = 60 г : 78 г/моль = 0,77 моль
h = (nпракт : nтеор) х 100% = (0,77 : 1,785) х 100% = 43%

Ответ: 43%.

Задача 3

Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия с 96%-ным (по массе) раствором этанола в воде (V = 100 мл, плотность d = 0,8 г/мл).

Решение:

В условии задачи даны количества обоих реагентов — это верный признак того, что какой-нибудь из них находится в избытке. Найдем массу этанола, введенного в реакцию:

m(раствора) = V х d = 100 мл х 0,8 г/мл = 80 г
m(C2H5OH) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,96 = 76,8 г

Найдем заданное количество этанола в моль:

n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 76,84 г : 46 г/моль = 1,67 моль

Поскольку заданное количество натрия составляло 2 моль, натрий в нашей задаче присутствует в избытке. Поэтому объем выделенного водорода будет определяться количеством этанола:

n1(H2) = 1/2 n(C2H5OH) = 1/2 х 1,67 моль = 0,835 моль
V1(H2) = n1(H2) х VM = 0,835 моль х 22,4 л/моль = 18,7 л

Но это еще не окончательный ответ. Будьте внимательны! Вода, содержащаяся в растворе спирта, тоже реагирует с натрием с выделением водорода.
Найдем массу воды:

m(H2O) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,04 = 3,2 г
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 3,2 г : 18 г/моль = = 0,178 моль

Количество натрия, оставшееся неизрасходованным после реакции с этанолом, составит:

n(Na, остаток) = 2 моль — 1,67 моль = 0,33 моль

Таким образом, и по сравнению с заданным количеством воды (0,178 моль) натрий все равно оказывается в избытке.
Найдем количество и объем водорода, выделившегося по реакции:

n2(H2) = 1/2 n(H2O) = 1/2 х 0,178 моль = 0,089 моль
V2(H2) = n2(H2) х VM = 0,089 моль х 22,4 л/моль = 1,99 л

Общий объем водорода:

V(H2) = V1(H2) + V2(H2) = 18,7 л+ 1,99 л = 20,69 л

Ответ: V(H2) = 20,69 л.

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 4

Какой объем воздуха (н.у.) потребуется для сжигания смеси, состоящей из 5 л метана и 15 л ацетилена?

Решение:

1) CH4  +  2O2 = CO2 + 2H2O

на  1 моль CH4 —  2 моль 2O2

2) 2C2H2   +   5O2 = 4CO2 + 2H2O

на 2 моль 2C2H2 —  5 моль 2O2

Объем кислорода, который пойдет на сжигание заданного объема метана V1(O2) и ацетилена V2(O2), составит:

V1(O2) = 2V(CH4) = 2 х 5 = 10 л
V2(O2) = 5/2 V(C2H2) = 5/2 х 15 = 37,5 л
V(O2) = V1(O2) + V2(O2) = 10 л + 37,5 л = 47,5 л

Отсюда рассчитаем объем воздуха на сжигание (содержание кислорода в воздухе принимаем равным 21% по объему):

V(воздуха) = V(O2) : 0,21 = 47,5 л : 0,21 = 226 л

Ответ: V(воздуха) = 226 л

Задача 5

Смесь этана и этилена объемом 200 мл (нормальные условия) обесцветила бромную воду массой 25 г. Рассчитайте объемную долю этанола в смеси, если массовая доля брома в бромной воде равна 3,2%.

Решение:

С бромной водой легко взаимодействует только этилен с образованием 1,2 – дибромэтана:

C2H4 + Br2 → C2H4Br2                                                                                                  

Определяем массу и количество вещества молекулярного брома, содержащегося в бромной воде:

m (Br2) = m*ω(Br2)/100 ;  
m (Br2) = 25*3,2/100 = 0,8 г.      
n (Br2) =m(Br2)/M(Br2) ;   
n (Br2) = 0,8/160 = 0, 005 моль.  

Из уравнения реакции следует:                                                                                       

n (C2H4) = n (Br2) ; 
n (C2H4) = 0,005 моль.   

Вычисляем объем этилена при нормальных условиях:            

V (C2H4) = n (C2H4)*Vm ;   
V (C2H4) = 0,005*22,4 = 0,112 л = 112 мл.

Рассчитываем объемную долю этилена в исходной газовой смеси:

ω (C2H4) = V(C2H4)/ V( Cсмеси) ;     
ω (С2Н4) = 112/200 = 0,56 или 56%.

Ответ: 0,56 или 56%.

Задача 6

Смесь бензола с циклогексеном массой 5 г  обесцвечивает бромную воду массой 125 г ( массовая доля брома 3,2 %). Определите массу воды, которая образуется при сжигании в кислороде той же смеси массой 20 г.

Решение:

С бромной водой взаимодействует только один компонент смеси – циклогексен:

C6H10 + Br2 → C6H10Br2                      (а)

Определяем массу и количество вещества брома вступившего в реакцию:  

m (Br2) = m( бромной воды) *ω (Br2)/100;    
m (Br2) = 125*3,2/100 = 4 г ;
n (Br2) = m(Br2)/M(Br2);
n (Br2) = 4/160 = 0,025 моль.

Вычисляем массу и массовую долю циклогексена ( обозначаем его буквой Ц), вступившего в реакцию с бромом. Из уравнения реакции (а) следует                                                                                                                                                                 
n (Ц) = n(Br2) ;   

n(Ц) = 0,025 моль.

Рассчитываем массу и массовую долю циклогексена в смеси:

m(Ц) = n(Ц) * M(Ц); 
m(Ц) = 0,025 * 82 = 2,05 г.
ω(Ц) = m(Ц)/m смеси; 
ω(Ц) = 0,025/5 = 0,41

Массовая доля бензола (Б) в смеси двух веществ равна                                                         

ω(Б) = 1 – ω(Ц);   
ω(Б) = 1 – 0,41 = 0,59.    

Определяем массу и количество вещества бензола в образце смеси массой m= 20 г.

m*(Б) = m* * ω(Б);   
m*(Б) = 20 * 0,59 = 11,8 г;
n*(Б) = m*(Б)/M(Б);
n*(Б) = 11,8/78 = 0,15 моль.                              

Аналогично для циклогексена получаем:

m*(Ц) = 8,2 г и n*(Ц) = 0,1 моль.

Составляем уравнения реакции горения бензола и циклогексена:

2 C6H6 + 15 O2 → 12 CO2 + 6 H2O            (б)
2 C6H10 + 17 O2 → 12 CO2 + 10 H2O         (в) 

На основании уравнения реакции (б) записываем

n*(Б)/n(H2O) = 2/6 =1/3; 
n(H2O) = 3 n*(Б);
n(H2O) = 3*0,15 = 0,45 моль.

Используя уравнение реакции (в) находим

n(H2O) = 5 n(Ц); 
n(H2O) = 5 *0,1 =0,5 моль. 

Общее количество вещества воды, выделившейся при горении смеси массой 20 г , составляет

n(H2O) = (0,45 + 0,5) = 0,95 моль.

Вычисляем массу полученной воды:

m(H2O) = n(H2O) * M(H2O); 
m(H2O) = 0,95 * 18 = 17,1 г.

Ответ: 17,1 г.

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 7

При сжигании углеводорода, количество вещества которого равно 0,1 моль, образовались оксид углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 7,2 г. Определите формулу углеводорода.

Решение:

Вычисляем количество вещества оксида углерода (IV), полученного при горении углеводорода:

n(CO2) = V(CO2) / Vm ;
n(CO2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль.

Количество вещества углерода, содержащегося в сожженном образце углеводорода, равно

n(C) = n(CO2);
n(C) = 0,3 моль.

Рассчитываем количество вещества воды, полученной при сжигании углеводорода:

n(H2O) = m(H2O)/M(H2O);
n(H2O) = 7,2/18 = 0,4 моль.

Определяем количество вещества водорода, содержащегося в образце углеводорода:

n(H) = 2n(H2O);    
n(H) = 2*0,4 = 0,8 моль.

Таким образом, образец углеводорода количеством вещества 0,1 моль содержит 0,3 моль углерода и 0,8 моль водорода. Следовательно, 1 моль углеводорода содержит 3 моль углерода и 8 моль водорода. Таким образом, формула углеводорода C3H8. Это пропан.

Ответ: C3H8

Задача 8

Органическое вещество имеет относительную плотность паров по водороду 46. Образец этого вещества массой 13,8 г сожгли, получив оксид углерода (IV) объемом 23,52 л (нормальные условия) и воду массой 10,8 г. Определите формулу органического вещества, учитывая, что оно является ароматическим.

Решение:

Вычисляем молярную массу органического вещества (В), используя относительную плотность его паров по водороду:

M(B) = 2DH2;   
M(B) = 2 *46 = 92 г/моль.

Определяем количество вещества В, которое сожгли:

n(B) = m(B)/M(B) ; 
n(B) = 13,8/92 = 0,15 моль.

Рассчитываем количество вещества образовавшегося оксида углерода (IV) CO2

n(CO2) = V(CO2)/Vm ;
n(CO2) = 23,54/22,4 = 0,15 моль.

Вычисляем количество вещества углерода в сожженном веществе равно

n(C) = n(CO2);
n(C) = 1,05 моль.

Вычисляем количество вещества воды и количество вещества атомного водорода в сожженном веществе:

n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) ;  
n(H2O) = 10,8/18 = 0,6 моль.
n(H) = 2n(H2O);    
n(H) = 2 * 0,6 = 1,2 моль.

Определяем массу атомных углерода и водорода:

m(C) = n(C)*M(C);   
m(C) = 1,05 * 12 = 12,6 г.
m(H) = n(H)*M(H);   
m(H) = 1,2 * 1 = 1,2 г.
m(C) + m(H) = (12,6 + 1,2) = 13,8 г.

Сумма масс углерода и водорода равна массе сожженного вещества, следовательно, других элементов оно не содержит. Таким образом, вещество В – ароматический углеводород, формулу которого можно представить в виде CxHy .

Мы определили, что образец CxHy, количество вещества которого равно 0,15 моль, содержит 1,05 моль С и 1,2 моль Н.

Вычисляем коэффициенты x и y.

   x = n(C)/n(B);                                                 x = 1,05/0,15 = 7;

   y = n(H)/n(B);                                                 y = 1,2/0,15 = 8;

Ответ: Формула ароматического углеводорода С7Н8 или С6Н5 – СН3. Это толуол.

Задача 9

Этанол объемом 30 мл (плотностью 0,79 г/мл) нагрели с избытком бромида натрия и серной кислоты. Из реакционной среды выделили бромэтан массой 42,3 г. Определите массовую долю выхода бромэтана.

Решение:

При нагревании смеси этанола с бромидом калия и серной кислотой происходят реакции:

2KBr + H2SO4 ↔ 2HBr + K2SO4                                (a)
C2H5OH + HBr ↔ C2H5Br + H2O                               (б)

Вычисляем массу и количество вещества этанола, взятого для реакции:

m(C2H5OH) = V(C2H5OH) * p(C2H5OH); 
m(C2H5OH) = 30 * 0,79 = 23,7 г.
n(C2H5OH) = m(C2H5OH)/M(C2H5OH);   
n(C2H5OH) = 23,7/46 = 0,515 моль.

Из уравнения (б) следует:

n(C2H5Br) = n(C2H5OH); 
n(C2H5Br) = 0,515 моль.

Рассчитываем массу бромэтана, который мог бы образоваться при 100% — ном выходе:

m(C2H5Br) = n(C2H5Br) * M(C2H5Br);
m(C2H5Br) = 0,515 * 109 = 56,1 г.

Вычисляем массовую долю выхода бромэтана:

ω(C2H5Br) = mp(C2H5Br)*100/m(C2H5Br);  
ω(C2H5Br) = 42,3 * 100/56,1 = 75,4%.

Ответ: 75,4%.

Задача 10

Как, исходя из этана, получить этилацетат? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение:

Бромированием этана вначале получаем бромэтан:

C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr

Проводя гидролиз бромэтана в присутствии щелочи, получаем этанол:

C2H5Br + H2O → C2H5OH + HBr

(щелочь необходима для смещения равновесия в сторону спирта).

Из спирта можно получить альдегид двумя путями:

а) дегидрированием спирта

Cu, t

C2H5OH → CH3CHO + H2                 

б) окислением спирта

Cu, t

2C2H5OH → 2CH3CHO + 2H2O 

Окисляя альдегид (любым окислителем), можно получить уксусную кислоту:

5CH3CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 →
5CH3COOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

Сложный эфир – этилацетат – получаем из этанола и уксусной кислоты по реакции этерификации в присутствии катализатора – концентрированной серной кислоты:

H+

С2Н5OH + CH3COOH ↔ C2H5OCOCH3 + H2O.

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 11

Одноосновная карбоновая кислота имеет следующий состав: углерод (массовая доля 40,0%), кислород (53,3%), водород (6,7%). Определите формулу этой кислоты. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия (массовая доля NaOH 15% , плотность 1,16 г/мл), который потребуется для нейтрализации образца этой кислоты массой 12 г.

Решение:

Формулу одноосновной карбоновой кислоты можно представить в виде CxHyCOOH или Cx+1Hy+1O2. Выбираем для расчетов образец кислоты массой 100 г. Вычисляем массы и количества вещества С, Н и О в этом образце:

m(C) = m(кислоты) * ω(C)/100; 
m(C) = 100*40,0/100 = 40 г.
n(C) = m(C)/M(C);
n(C) = 40/12 = 3,33 моль.

Аналогично получаем, что n(H) = 6,7 моль, n(O) = 3,33 моль.

Коэффициенты в формуле кислоты будут равны:

(x + 1) : (y + 1) : 2 = n(C) : n(H) : n(O);
(x + 1) : (y + 1) : 2 = 3,33 : 6,7 : 3,33 = 2 : 4 : 2.

Отсюда следует, что (x + 1) = 2, x = 1; (y + 1) = 4, y = 3, то есть формула кислоты CH3COOH. Это уксусная кислота.

Записываем уравнение реакции нейтрализации этой кислоты гидроксидом натрия:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Из условия задачи следует, что для нейтрализации взят образец кислоты массой 12 г, то есть m(CH3COOH) = 12 г.

Определяем количество вещества кислоты:

n(CH3COOH) = m(CH3COOH)/M(CH3COOH); 
n(CH3COOH) = 12/60 = 0,2 моль

Из уравнения реакции следует:

n(NaOH) = n(CH3COOH);
n(NaOH) =0,2 моль.

Вычисляем массу гидроксида натрия, которая реагирует с кислотой:

m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) ;    
m(NaOH) = 0,2*40 = 8 г.

Рассчитаем массу и объем раствора NaOH , который потребуется для нейтрализации кислоты:

m = m(NaOH)*100/ω(NaOH) ;    
m = 8 * 100/15 = 53,3 г.
V = m/ρ;  
V = 53,3/1,16 = 46 мл.

Ответ: 46 мл., CH3COOH

Задача 12

Какой объем 15%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,14 г/мл) потребуется для нейтрализации аминоуксусной кислоты, полученной из 12,8 г карбида кальция?

Решение:

Составляем уравнения реакции синтеза аминоуксусной кислоты из карбида кальция:

а) получение ацетилена из карбида кальция 

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

б) получение ацетальдегида (реакция Кучерова)

Hg2+

C2H2 + H2O → CH3COH

в) окисление ацетальдегида любым окислителем

CH3COH + [O] → CH3COOH              

г) хлорирование уксусной кислоты

CH3COOH + Cl2 → CH2ClCOOH + HCl

д) взаимодействие хлоруксусной кислоты с аммиаком

CH2ClCOOH + 2NH3 → H2NCH2COOH + NH4Cl

Определяем количество вещества карбида кальция CaC2:

n(CaC2) = m(CaC2)/M(CaC2);    
n(CaC2) = 12,8/64 = 0,2 моль.

Из уравнения реакций (а – д) следует, что

n(H2NCH2COOH) = n(CaC2);  
n(H2NCH2COOH) = 0,2 моль.  

Из уравнения реакции нейтрализации кислоты:

H2NCH2COOH + KOH → H2NCH2COOK + H2O

Следует, что:

n(KOH) = n(H2NCH2COOH) ;
n(KOH) = 0,2 моль

Определяем массу требуемого КОН:

m(KOH) = n(KOH) * M(KOH);   
m(KOH) = 0,2 * 56 = 11,2 г.

Вычисляем массу и объем раствора гидроксида калия:

m = m(KOH) * 100/ω(KOH);    
m = 11,2 * 100/15 = 74, 67 г.
V = m/ρ ;  
V = 74,67/1,14 = 65,5 мл.

Ответ: 65,5 мл.

Задача 13

Как можно получить анилин, исходя из метана и не используя другие органические соединения. Укажите условия протекания реакций.

Решение:

Проводя пиролиз метана, можно получить ацетилен:

            t

2CH4  → C2H2 + 3H2

В присутствии угольного катализатора из ацетилена можно получить бензол:

          t, C

3С2H2 → C6H6

Под действием нитрирующей смеси ( смесь концентрированных азотной и серной кислот) на бензол образуется нитробензол:

C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O

Из нитробензола можно получить анилин по реакции Н.Н. Зинина, используя в качестве восстановителя сульфид аммония , железо в кислой среде или водород в присутствии катализаторов, например:

C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O

Задача 14

Определите молярную массу (гмоль) алкана, содержащего 16 атомов водорода. Составьте структурную формулу. Назовите вещество

Решение:

1) Запишем общую формулу гомологического ряда алканов: СnН2n+2

2) Запишем формулу алкана с 16 атомами водорода:

Если водорода 16 атомов, то углерода соответственно 7.

3) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкана с 16 атомами водорода.

М(С7Н16)= 12*7+16*1=100гмоль

4) Составим структурную формулу:

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 –СН3

5) Назовем вещество: гептан.

Ответ: 100 г/моль

Задача 15

Молекулярная масса алкина равна 54 .Определите, сколько атомов водорода он содержит? Составьте структурную формулу. Назовите вещество.


Решение:

1) Запишем общую формулу гомологического ряда алкинов: СnН2n-2
2) Учитывая, что молярная масса – масса одного моля вещества – численно равна относительной молекулярной массе , а последняя равна сумме атомных масс элементов, входящих в вещество, с учетом индексов, запишем выражение для определения молярной массы заданного алкина ,зная что она равна 54.

М=12*n+1*(2n -2);
54=12*n+1*(2n -2);
3 Найдем n:
54= 12 n+2 n-2
14 n=56;
n=4

3) Найдем число атомов водорода в молекуле, если n=4.

Атомов водорода соответственно 6.

4) Составим структурную формулу:

СН≡С — СН2 – СН3

5) Назовем вещество:

Бутин – 1 .

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 16

Какими способами можно распознать бутен , бутанол, бутановую кислоту? Составьте план решения, опишите наблюдения, составьте уравнения реакций.

Решение:

1 Рассмотрим функциональные особенности веществ:

а ) бутен СН2=СН – СН2– СН3 относится к ненасыщенным углеводородам, содержащим двойную связь.
б ) бутанол СН3- СН 2– СН2– СН2ОН относится к насыщенным одноатомным спиртам.
в) бутановая кислота СН3- СН 2– СН2– СООН относится к насыщенным одноатомным кислотам, содержит карбоксильную группу.

2 Рассмотрим качественные реакции:

а ) Качественной реакцией на алкены является пропускание их через бромную воду или раствор перманганата калия.
б ) Качественной реакцией на насыщенные одноатомные спирты является взаимодействие с металлическим натрием.
в) Качественной реакцией на карбоновые кислоты является изменение окраски индикатора в их среде и взаимодействие их со спиртами.

3 Опишем наблюдения и составим уравнения реакций.

а ) При пропускании бутена через бромную воду происходит обесцвечивание раствора. 

СН2=СН – СН2– СН3 + Br2 = СН2- СН – СН2– СН3
Br Br
СН2=СН – СН2– СН3 + 2 [O]= СН2 — СН – СН2– СН3
ОН ОН

б ) При действии на спирты металлического натрия наблюдается выделение газа и образование студенистой массой алкоголята.

2СН3- СН 2– СН2– СН2ОН +2 Na=2 СН3- СН 2– СН2– СН2О Na + Н2

в) При добавлении к раствору бутановой кислоты индикатора лакмуса или метилового оранжевого наблюдается красное окрашивание.

При нагревании кислоты со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты появляется «эфирный запах» и образование слоя эфира, не смешивающегося с водой.
СН3- СН 2– СН2– СООН + С2Н5ОН = СН3- СН 2– СН2– СОО С2Н5 + Н2О.

Задача 17

Органическое вещество содержит углерод(массовая доля 84,21%) и водород (15,79%).Плотность паров вещества по воздуху составляет 3,93. Определите формулу этого вещества.

Решение :

W(С)= 84,21%.| 1 Пусть масса вещества 100г.
W(Н)= 15,79%.| 2 Тогда m(С)=84,21г, m(Н)=15,79г.
D(возд) = 3,93.| 3 Найдем соотношение количеств веществ:
____________|_υ(С): υ(Н)=84,2112 :15,79/1=7,0175:15,79=1:2,25=4:9.

Сx Нy С4Н9 — простейшая формула.

Найдем молярную массу простейшей формулы:

М(С4Н9)=57гмоль.

Найдем молярную массу истиной формулы:

Мист=3,93*29=114гмоль.

Найдем соотношение истиной и простейшей молярных масс:

Ми = 114 = 2.
Мпр 57

Ответ: С8Н18 – истинная формула.

Задача 18

Сколько граммов пропанола-2 с выходом 80% от теоретически возможного получится из 200г пропилена.

Решение:

m(С3Н6)= 200г.|

1 Составим уравнение реакции получения пропанола-2.

W(С3Н7ОН)= | СН2=СН – СН3 + Н2О= СН3 – СН – СН3
80% | |
____________ | ОН
m(С3Н7ОН)=?

2 Найдем количество вещества пропена, вступившего в реакцию:

υ(С3Н6)= mМ
υ(С3Н6)= 20042=4,76моль.

3 Найдем по уравнению, что количество вещества пропанола -2 равно количеству вещества пропена, вступившего в реакцию:

υ(С3Н7 ОН)=4,76 моль.

4 Найдем массу теоретическую образовавшегося пропанола-2

m = υ*М;
m = 4,76*60=285,7г

5 Учитывая, что выход вещества составляет 80%, найдем массу практическую продукта.

m пр= mтеор* W100%
m пр= 285,7*80100=228,6г.

Ответ: 228,6г.

Задача 19

Какой объем (при нормальных условиях) займет метан, образовавшийся из 100г ацетата натрия.

Решение:

m (СН3СООNa)= 100г.| 

1 Составим уравнение реакции получения метана:

CH3COONa+NaOH=CH4+Na2CO3
VCH4 =?

2 Найдем количество вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию:

υ(CH3COONa)= mМ
υ(CH3COONa)= 10082=1,22моль.

3 Найдем по уравнению, что количество вещества метана равно количеству вещества ацетата натрия, вступившего в реакцию.

υ(CH4)=1,22моль.

4 Найдем объем метана, образовавшегося в результате реакции:

V=Vm* υ;
Vm=22,4 лмоль.
V=22,4*1,22=27,3л

Ответ: 22,4л.

Задача 20

Сколько литров (н.у.) образуется из 50г 60% -ного карбида кальция.

Решение:

m(СаС2)= 50г |

1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:

W(СаС2)=60% | СаС2+2Н2О=С2Н2+Са(ОН)2
VC2H2=?

2 Найдем массу чистого карбида кальция:

m(СаС2)=50*60100=30г.

3 Найдем количество вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:

υ(СаС2)= mМ
υ(СаС2)=3064=0,47 моль.

4 Найдем по уравнению, что количество вещества ацетилена равно количеству вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:

υ(С2Н2)=0,47 моль.

5 Найдем объем ацетилена, образовавшегося в результате реакции:

V=Vm* υ;
Vm=22,4 лмоль.
V=22,4* 0,47=10,5л.
 
Ответ: 10,5л.

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Задача 21

Определить выход эфира в процентах от теоретически возможного , если из 300г уксусной кислоты и соответствующего количества спирта получено 400г этилацетата.

Решение :

m(СН3СООН)=300г |

1 Составим уравнение реакции

m (СН3СООС2Н5)= 400г.| СН3СООН+ С2Н5ОН= СН3СООС2Н5 +Н2О
W (СН3СООС2Н5)= ? |

2 Найдем количество вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

υ(СН3СООН)= mМ
υ(СН3СООН)=30060=5 моль.

3 Найдем по уравнению, что количество вещества этилацетата равно количеству вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

υ(СН3СООС2Н5)=5моль.

4 Найдем теоретическую массу образовавшегося этилацетата

m = υ*М;
m(СН3СООС2Н5)=5*88=440г

5 Учитывая, что масса практическая этилацетата 400г, найдем массовую долю выхода продукта:

W= mпр mтеор *100% ;
W=400440*100=90%.

Ответ: 90%.

Задача 22

Определить содержание примесей (в процентах)в карбиде кальция , если из 170г карбида кальция получено 50г ацетилена.

Решение :

m(СаС2)= 170г |

1 Составим уравнение реакции получения ацетилена:

m (C2H2)= 50г | СаС2+2Н2О=С2Н2+Са(ОН)2

W(прим)= ?

2 Найдем количество вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:

υ(С2Н2)= mМ
υ(С2Н2)=5026=1,92моль.

3 Найдем по уравнению, что количество вещества карбида кальция равно количеству вещества ацетилена, образовавшегося в результате реакции:

υ(СаС2)= 1,92моль.

4 Найдем массу чистого карбида кальция:

m = υ*М;
m (СаС2)=1,92*64=123г

5 Найдем массу примесей:

m (прим)= m(загряз. в-ва)- m(чист. в-ва)
m (прим) =170-123=47г

6 Найдем массовую примесей в карбиде:

W(прим)= m (прим) m(загряз. в-ва) *100%
W(прим)= 47170*100=27,6%

Ответ : 27,6%

Задача 23

Сколько граммов этилового спирта нужно взять для получения 200г диэтилового эфира , если выход продукта равен 80% от теоретически возможного.

Решение :

m ( С2Н5ОС2Н5) =200г|

1 Составим уравнение реакции

W=80% | С2Н5ОН+ С2Н5ОН= С2Н5ОС2Н5 +Н2О

m ( С2Н5ОН)= ?

2 Найдем теоретическую массу образовавшегося продукта:

m теор= mпр* 100% W
m теор=200*10080=250г.

3 Найдем количество вещества диэтилового эфира, образовавшегося в результате реакции:

υ(С2Н5ОС2Н5)= mМ
υ(С2Н5ОС2Н5)=25074=3,38моль.

4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола в 2 раза больше количеств вещества диэтилового эфира , вступившего в реакцию.

υ(С2Н5ОН)=3,38*2=6,76моль.

5 Найдем массу этанола, вступившего в реакцию:

m = υ*М;
m =6,76*46=310,8г

Ответ: 310,8 г

Задача 24

Сколько грамм 8% раствора уксусной кислоты необходимо для получения водорода объемом 2,8л при взаимодействии ее с магнием.

Решение:

V(Н2)=2,8л |

1 Составим уравнение реакции

W(СН3СООН)=8% | 2 СН3СООН+Мg= (СН3СОО)2 Мg +Н2

m (р-ра)= ?

2 Найдем количество вещества водорода, образовавшегося в результате реакции :

υ = V Vm;
Vm=22,4 лмоль
υ =2,822,4=0,125моль.

3 Найдем по уравнению, что количество вещества водорода в 2 раза меньше количеств вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

υ (СН3СООН)= 0,125*2=0,25моль.

4 Найдем массу уксусной кислоты:

m = υ*М;
m = 0,25*60=15г

5 Найдем массу раствора уксусной кислоты:

W= m в-ва m р-ра*100%
m р-ра = m в-ва* 100 W.
m р-ра = 15*1008=187,5 г

Ответ: 187,5 г

Задача 25

Сколько граммов этилацетата можно получить при взаимодействии 100г уксусной кислоты с 50г этанола.

Решение :

m(СН3СООН)=100г|

1 Составим уравнение реакции

m (С2Н5ОН)= 50г. | СН3СООН+ С2Н5ОН= СН3СООС2Н5 +Н2О

m (СН3СООС2Н5)= ?|

2 Найдем количество веществ уксусной кислоты и этанола, вступившей в реакцию:

υ= mМ
υ(СН3СООН)= 10060=1,67моль.
υ(С2Н5ОН)= 5046=1,09 моль.

3 Так как по уравнению реакции уксусная кислота и этанол реагирует 1:1, то из найденных значений видно, что в избытке находится уксусная кислота и часть ее останется после реакции, а этанол прореагирует полностью. Решаем по недостатку.

4 Найдем по уравнению, что количество вещества этанола равно количеству вещества этилацетата, образовавшегося в результате реакции:

υ(СН3СООС2Н5 )=1,09моль.

5 Найдем массу этилацетата:

m = υ*М;
m = 1,09*88=95,7г ответ : 95,7г

Ответ: 95,7 г.

Задачи по органической химии — примеры с решениями

Беликова Ирина

Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

Оцените автора
Добавить комментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector