Решение задач на вывод формул m/M = V/Vm

Решение задач на вывод формул
Первоначально необходимо определить молярную массу вещества:
а) через ρ:
М = ρ · Vm
б) через относительную плотность DГ2 (Г1):
Мr = D · Mr (Г2)
M = {Mr}
в) через соотношение:
m/M = V/Vm
Задача 1.
Дано:
ω(С) = 92,3%
ω(Н) = 7,7%
ρ = 1,16 г/л
СхНy - ?
Вывести молекулярную формулу газообразного углеводорода, зная, что массовая доля
углерода – 92,3%, водорода – 7,7%. Масса 1 л при н.у. равна 1,16 г.
Решение:
1. Находим простейшую формулу:
n(C) : n(H) = 92,3/12 : 7,7/1 = 7,7 : 7,7 = 1:1
СН – простейшая формула.
2. Находим истинную формулу (СН)n:
а) вычислим относительную молекулярную массу углеводорода:
М = ρ · Vm
M = 1,16 г/л · 22, 4 л/моль = 26 г/моль
М = {Mr}, Mr = 26
б) определим n:
Mr (СН) = 12 + 1 =13
n = Mr [(СН)n] / Mr (СН)
n = 26 / 13 = 2
Истинная формула вещества С2Н2
3. Ответ: С2Н2
Задача 2.
Вывести молекулярную формулу алкана, если его плотность по водороду 22.
Дано:
DН2 = 22
Решение:
1. Так как общая формула предельных углеводородов СnH2n+2 , то его
относительная молекулярная масса соответствует уравнению:
Mr = 12n + 2n + 2
2. Определим относительную молекулярную массу вещества:
Мr = Dн2 · Mr(Н2)
Mr (СхНy) = 22 · 2 = 44
3. Вычислим n:
12n + 2n + 2 = 44
n=3
4. Ответ: С3Н8 – пропан
СхНy - ?
Задача 3.
В соединении калия, хлора и кислорода массовые доли элементов равны соответственно
31,8%, 29%, 39,2%. Установите формулу этого вещества.
Дано:
ω (K) = 31,8%
ω(Cl) = 29%
ω(O) = 39,2%
KxClyOz - ?
Решение:
1. Для проведения расчетов выбираем образец вещества KxClyOz массой 100
относительных единиц, т.е. m(KxClyOz) = 100 г
2. Вычислим массу калия, хлора и кислорода в выбранном образце соединения:
m(K) = m (KxClyOz) · ω (K) / 100%
m(K) = 100 г · 31,8% / 100% = 31,8 г
m(Cl) = m (KxClyOz) · ω (Cl) / 100%
m(Cl) = 100 г · 29% / 100% = 29 г
m(О) = m (KxClyOz) · ω (О) / 100%
m(О) = 100 г · 39,2% / 100% = 39,2 г
3. Находим число атомов калия, хлора и кислорода:
Nат. = m(хим. элем.) / Ar (хим.элем.)
N(K) = 31,8/39 = 0,82
N(Cl) = 29 / 35,5 = 0,82
N(O) = 39,2 / 16 = 2,45
4. Находим соотношение между x, y, z, выражаемое наименьшими целыми
числами:
x : y : z = N(K) : N(Cl) : N(O)
x : y : z = 0,82 : 0,82 : 2,45 = 1 : 1 : 3
5. Ответ: формула соединения - KClO3 (хлорат калия или бертолетова соль)
Задача 4.
Массовая доля углерода в гомологе бензола, молекула которого содержит один
углеводородный радикал в боковой цепи, равен 90,57%. Установите молекулярную
формулу гомолога бензола.
Дано:
ω(С) = 90,57%
С6H5СnH2n+1 - ?
Решение:
1. Молярная масса неизвестного вещества С6H5СnH2n+1 равна:
12 · 6 + 5 + 12 n + 2 n + 1 или 78 + 14n
2. Составим пропорцию и решим ее:
78 + 14n
составляет 100%
72 + 12 n
составляет 90,57%
78 + 14n = 72 + 12 n / 0, 9057
70,6446 + 12,6798 n = 72 +12 n
0,6798 n = 1,3554
n=2
3. Ответ: С6Н5С2Н5