Задачи по органична химия

виртуален треньор

Задачи по органична химия

В природата има няколко милиони въглеродни съединения, а в същото време не достига на съединенията и половина от всички други елементи. Въпреки това, в гимназията органична химия се дава непропорционално малко внимание.
Ние ще се опитаме да запълни тази празнина. Той ще обсъди проблема с всички масови.
По-специално, като:

След като усвоили техниката за решаване на проблеми в органичната химия, е възможно да се направи самостоятелно обучение. Полезно е да се реши домашното даден тук:

1. Определяне на химическите вещества с формула за неговите продукти на горенето

Това е традиционен тип проблеми в органичната химия, роден през миналия век от ежедневната практика на експерименталната аналитичен химик. Нека да разгледаме техника за решаване на тези проблеми.

Задача. По време на горенето на органична материя, образувана с тегло 4,8 грама 3.36 L CO2 (STP) и 5,4 г вода. Плътността на органичната материя водород пара е 16. Определяне на молекулната формула на веществото.

Решение. Продуктите на горене вещества се състоят от три елемента: въглерод, водород, кислород. Очевидно е, че всички въглерода, съдържащ се в СО2, включени в състава на това съединение. и всички водородни превръща вода. Но кислород може да се включи по време на горенето на въздуха и могат частично да се съдържа в вещество. За да се определи най-простият съединението с формулата трябва да знаем своята елементарен състав. Намираме количеството на реакционни продукти (мол):
п (СО2) = V (СО2) / VM = 3,36 л. 22,4 л / мол = 0.15 мол
N (Н 2О) = М (Н 2О) / М (Н 2О) = 5,4 г 18 г / мол = 0.3 мол
Следователно, в изходното съединение се състои от 0.15 мола въглеродни атоми и 0,6 мола водородни атоми: N (H) = 2n (Н 2О), като в една молекула вода съдържа два водородни атома. Изчислява теглото си с помощта на формулата:
т = п х М
m (H) = 0,6 мола х 1 г / мол = 0.6 грама
m (C) = 0.15 мола х 12 г / мол = 1.8 гр
Определете дали кислород е включена в състава на изходния материал:
m (О) = 4,8 - (0,6 + 1,8) = 2,4 г
Намираме броя молове на кислородни атоми:
п (О) = М (О) / M (О) = 2,4 грама 16 гр / мол = 0.15 мол
Съотношението на броя на атомите в молекулата на изходното органично съединение пропорционално на мол фракции:
п (СО2). N (H). п (О) = 0,15. 0.6. 0,15 = 1. 4. 1
най-малката от следните стойности (0,15) тръгват да бъде 1, а другите да го споделят.
По този начин, най-простата формула CH4 О. Въпреки това, изходен материал за състоянието на проблем е необходимо да се определи молекулната формула, която в общия си форма е: (СН4 О) Х. Нека да се намери стойността на х. Да се ​​сравни тази моларни маси на изходен материал и простата формула:
х = М (СН4 О) Х / M (СН4 O)
Познаването на относителната плътност на суровината за водород, ние откриваме, че моларната маса вещества:
M (СН4 О) Х = М (Н2) х D (Н2) = 2 г / мол х 16 = 32 гр / мол
х = 32 грама / мол / 32 г / мол = 1
Съществува втори вариант за намиране на х (алгебрични):
12x + 4x + 16х = 32; 32 х = 32; х = 1

Отговор. Формулата на изходния органична материя CH4 O.

2. Теория и реалност (задачи за добив)

Схема за изчисляване на химични уравнения въз основа на закона за запазване на масата и вещества за валидно, ако реагира дойде абсолютно чисти вещества и тяхното взаимодействие се случва, без да се загуби. Въпреки това, на практика реакционните продукти винаги са образувани малки от бе получено в съответствие с изчисленията. Следователно, един от най-важните характеристики на химически процес - практически добив на реакционен продукт H:
Н = mprakt (Vprakt; nprakt). MTeoR (Vteor; nteor)> х 100%
където mprakt (Vprakt; nprakt) - тегло, обем или брой на продукт материал Получената практически и MTeoR (Vteor; nteor) - тегло, обем или брой на продукт материал изчислено теоретично (в уравнението на реакцията).

Задача. В лабораторни условия от 120 л на ацетилен (NU) на даде 60 г бензол. Намери практичен начин за излизане от бензен.

3. реакции, в които един от реагентите се взема в излишък

Задача. Какво количество водород (STP), получен чрез взаимодействие на 2 мола на метален натрий в 96% (спрямо теглото) разтвор на етанол във вода (V = 100 мл, плътност г = 0,8 г / мл).

Решение. Условията на проблема се има предвид броят на двата реагенти - сигурен знак, че някой от тях е в излишък. Ние считаме, теглото на етанол, въведена в реакцията:
m (разтвор) = V х г = х 100 мл 0,8 гр / мл = 80 грама
m (С2 Н5 OH) = М (разтвор) х w%>. Стограма = 80% х 0,96 = 76,8 грама
Ние считаме, предварително определено количество от етанол в мола:
п (С2 Н5 OH) = М (С2 Н5 ОН) / M (С2 Н5 OH) = 76,84, 46 г / мол = 1.67 мол
Тъй като предварително определено количество от натриев беше 2 мола, в нашия проблем натриев присъства в излишък. Следователно, количеството на водород се определя от избрания размер на етанол:
n1 (Н2) = 1/2 п (С2 Н5 OH) = 1/2 х 1,67 мола = 0,835 мол
V1 (Н2) = n1 (Н2) х VM = 0835 х 22.4 L мола / L мол = 18.7
Но това не е окончателен отговор. Бъдете внимателни.
Водата, съдържаща се в разтвора на алкохол, също реагира с натриев с водород.
Ние намираме тялото на вода:

m (Н 2О) = М (разтвор) х w%>. Стограма = 80% х 0,04 = 3,2 гр
N (Н 2О) = М (Н 2О) / М (Н 2О) = 3,2 грама 18 грам / мол = 0.178 мол
Количеството на натриев остава неиз след реакцията с етанол е:
п (Na, остатък) = 2 мола - 1,67 мола = 0.33 мол
По този начин, в сравнение с предварително определено количество вода (0,178 мола) натриев все още е в излишък.
Ние считаме, броя и обема на водород освободен от реакцията (2):

4. реакции в газова фаза

Когато изчислява съгласно уравненията на такива реакции трябва да се забравя, че количествените съотношения на реагентите имат една функция, която следва от закона на Авогадро, а именно:
За реакции, настъпващи между газообразно вещество, обемното съотношение на реагентите и реакционните продукти е съотношението на съответните коефициенти на уравнението на реакцията.

Задача. Какво обем въздух (STP), необходимо за изгаряне на смес, състояща се от 5 л и 15 л метан ацетилен?

Otvet.V (въздух) = 226 л