Виведення молекулярної формули речовини за масою, об`ємом або кількістю речовини реагентів чи продуктів реакції

Урок 72. Виведення молекулярної формули речовини за масою, об`ємом або кількістю речовини реагентів чи продуктів реакції

---

Мета уроку: навчитися визначати молекулярну формулу речовини, використовуючи дані про масу, об’єм або кількість речовини реагентів, продуктів  хімічної реакції, а також складати рівняння реакцій та стехіометричні співвідношення.

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова

• кількість речовини
• молярна маса
• молярний об’єм
• стехіометрія
• рівняння реакції
• емпірична формула
• молекулярна формула

План уроку

1. Мотивація 
2. Тобі може знадобитися. Приклади розв’язування задач 
3. Попрактикуймо самостійно:
4. Рефлексія 

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв

Учні можуть припустити, що речовина містить Карбон, Гідроген та, можливо, Оксиген за продуктами згоряння речовини. Також вони можуть запропонувати визначити кількості речовин відповідних елементів.

Слід приймати всі взок можна подати після теоретичного блоку.ідповіді для подальшого використання та коригування (за потреби).

Розв`язок можна подати після теоретичного блоку.

• В цій задачі n(C) = n(CO2) = 0,2 моль
•  m(C) = 2,4 г
• n(H) = 2n(H2O) = 0,4 моль
• m(H) = 0,4 г
• m(O) = 4,4 г – 2,8 г = 1,6 г
• n(O) = 0,1 моль
• n(C): n(H): n(O) = 0,2 : 0,4 : 0,1 =2 : 4 :1
• С2Н4О

Виведення молекулярної формули органічної сполуки один з перших етапів у дослідженні хімічної будови. Одним із способів, що для цього використовується є дослідження продуктів згоряння або інших продуктів характерних реакцій  елементний аналіз.Уявіть, що ви працюєте в хімічній лабораторії або на фармацевтичному заводі. Вам дали завдання визначити формулу невідомої речовини за такими даними: при спалюванні   4,4 г цієї речовини утворюється 8,8 г CO2 та 3,6 г H2O. 

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 15 хв

Наведені рівняння реакцій горіння не для запам`ятовування. Учні завжди можуть вивести самостійно кожне з рівнянь,зокрема, наведеному. в завданні. 

Алкени:CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O

І. Виведення молекулярної формули за даними про продукти згоряння речовин

 Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо: масу, або об’єм, або кількість речовини продуктів згоряння; загальну формулу класу сполук, або масові частки елементів у сполуці, або молярну масу, або відносну густину випарів.

Продуктами горіння органічних речовин є  Карбон(IV) оксид та вода. При проведенні обчислень вважаємо, що весь Карбон, що містився в органічній сполуці  переходить в склад Карбон(IV) оксиду, весь Гідроген в склад води.

Загальні рівняння реакцій горіння органічних сполук різних класів: 

• Алкани:
  • CnH2n+2 + (1,5n+0,5)O2 → nCO2 + (n+1)H2O

Завдання. Складіть рівняння реакції горіння алкенів. 

• Алкіни (алкадієни):
  • CnH2n–2 + (1,5n–0,5)O2 → nCO2 + (n–1)H2O
• Арени:
  • CnH2n–6 + (1,5n–1,5)O2 → nCO2 + (n–3)H2O
• Спирти:
  • CnH2n+1OH + 1,5nO2 → nCO2 + (n+1)H2O
• Альдегіди:
  • CnH2n+1COH + (1,5n+1)O2 → (n+1)CO2 + (n+1)H2O

Приклади розв`язування задач.

Задача 1. Алкін масою 6,8 г згорів в атмосфері кисню. Утворився карбон(IV) оксид масою 21,12 г. 

Визначте молекулярну формулу алкіну.

Задача 2. Спалили вуглеводень. При цьому утворився карбон(IV) оксид об`ємом    8, 96 л (н.у.) та вода масою 7,2 г. Відносна густина вуглеводню за киснем 2,188. Визначте формулу вуглеводню.  

Задача 3. Органічну сполуку масою 1,02 г повністю спалили.. Утворився вуглекислий газ масою 2,64 г та вода масою 1,26 г. Відносна густина парів сполуки за воднем 46. Визначте формулу сполуки . 

ІІ. Виведення молекулярної формули сполуки за даними про реагенти та (чи) продукти реакції і загальну формулу гомологічного ряду сполуки.

 Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо: загальну формулу гомологічного ряду сполуки, масу, або об’єм, або кількість речовини одного з реагентів; масу, або об’єм, або кількість речовини одного з продуктів реакції; у яких співвідношеннях відбувається реакція, тобто відомі стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції. Цей підхід ґрунтується на відомому співвідношенні кількості речовини в рівнянні реакції.

Приклади розв`язування задач.

Задача 1. Під час гідрування алкену масою 3,92 г витратився водень об`ємом   1,568 л (н.y.) Визначте молекулярну формулу алкену.

Задача 2. Алкін масою 6,8 г повністю прореагував з гідроген бромідом масою 16,2 г. Визначте формулу алкіну.

Задача 3. Для повного спалювання алкіну масою 4 г витратили кисень об`ємом 8,96 л. Визначте формулу алкіну, назвіть його.

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 23 хв

Задача 1. Під час згоряння алкену об`ємом 1,12 л утворився карбон (IV) оксид масою 8,8 г. Визначте молекулярну формулу алкену.

Задача 2. Арен кількістю речовини 0,4 моль повністю згорів в кисні об`ємом 94,08 л (н.у.). Визначте молекулярну формулу арену.

Задача 3. Визначте молекулярну формулу алкену, якщо відомо, що його зразок масою 5,6 г може знебарвити 320 г бромної води, в якій масова частка брому 5 %. 

Задача 4. Вуглеводень масою 0,86 г повністю спалили . Утворився вуглекислий газ обємом 1,344 л та вода. Густина пари вуглеводню за воднем 43. Визначте формулу вуглеводню.

Задача 5. Органічна сполука масою 2,85 г повністю згоріла, при цьому утворився карбон(IV)  оксид масою 7,7 г та вода масою 3,15 г. відносна густина пари речовини за киснем 3,56. Визначте формулку сполуки.

Задача 6. Алкен масою 7 г приєднав бром масою 16 г. Визначте формулу алкену.

Задача 7. Алкін масою 5,4 г повністю прореагував з гідроген хлоридом масою 7,3 г Визначте молекулярну формулу алкіну.

Відповідь:

Задача 1. 

• CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O
• n (CO2) = 8,8г/44г/моль = 0,2 моль
• n(CnH2n) = 1,12/22,4 =  0,2/n
• 0,05 = 0,2/n
• n= 4
• C4H8

Задача 2.

• CnH2n–6 + (1,5n–1,5)O2 → nCO2 + (n–3)H2O
• 0,4 моль = 94,08 л/(22,4л/моль (1,5n–1,5))
• 0,4 (33,6n – 33,6) = 94,08
• 13,44n -13,44= 94,08
• n= 8
• С8Н10

Задача 3.

• m (Br2) = 320 г*5 %/100% = 16 г
• n(Br2) = 16г/160г/моль = 0,1 моль
• CnH2n + Br2→ CnH2n Br2
• n(CnH2n) = n(Br2) = 0,1 моль
• M(CnH2n) = 5,6 г/0,1 моль = 56 г/моль
• 14n =56
• n = 4
• C4H8

Задача 4.

• M(CxHy) = DH2 (СxHy)*M(H2) = 86 г/моль
• n (C) = n(CO2) = V(CO2)/Vm = 0,06 моль
• m (С ) = 0,72 г
• m(H) = m(CxHy) – m(C) = 0,14 г
• n(H) = 0,14 моль
• x : y = n (C) : n(H) = 0,06 : 0,14 = 6 : 14
• M(CxHy)/M(C6H14) = 1
• C6H14 

Задача 5.

• M(сполуки) = DO2 (CxHy)*M(O2) = 3,56*32г/моль= 114 г/моль
• n (C) = n(CO2) =7,7 г/44 г/моль = 0,175 моль
• m(C ) = 2,1 гn(H) = 2n(H2O) = 2*3,15 г/18г/моль =0,35 моль
• m (H) = 0,35 г
• m(O) = 2,85 г – (2,1 г + 0,35 г) = 0,4 г
• n(O) = 0,025 моль
•  x:y:z = n (C) : n(H) : n(O) =  0,175 : 0,35 : 0,025 = 7 : 14 : 1
• M(сполуки)/M(С7Н14О) = 1
• C7H14O  

Задача 6. 

• CnH2n + Br2 → CnH2nBr2
• n (CnH2n) = n (Br2) = 16 г/160г/моль = 0,1 моль 
• M (CnH2n)  = 70 г/моль
• n= 5
• C5H10

Задача 7.

• CnH2n-2 + 2HCl →  CnH2nCl2
• n(HСl) =7,3 г/36,5 г/моль = 0,2 моль
• n(CnH2n-2) =  0,1 моль 
• M(CnH2n-2) =  54 г/моль 
• n = 4
• C4H6

---

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 2 хв

1. формула, яку я використовую найчастіше
2. кроки алгоритму
3. типові помилки, яких слід уникати 

---

1. Визначте молекулярну формулу алкену, якщо відомо, що для спалювання 6 л алкену потрібно 27 л кисню. 
2. Алкен масою 0,84 г може приєднати 1,6 г брому. Визначте формулу алкену і назвіть його.
3. Продуктами горіння вуглеводню масою 14,2 г є карбон(IV) оксид і вода масою 19,8 г. Визначте молеклярну формулу вуглеводню.

Відповідь:

1. С3Н6
2. С6Н12  гексен
3. С10Н22

Урок 72. Виведення молекулярної формули речовини за масою, об`ємом або кількістю речовини реагентів чи продуктів реакції

Робочий аркуш учнівства

---

Мета уроку: навчитися визначати молекулярну формулу речовини, використовуючи дані про масу, об’єм або кількість речовини реагентів, продуктів  хімічної реакції, а також складати рівняння реакцій та стехіометричні співвідношення.

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова

• кількість речовини
• молярна маса
• молярний об’єм
• стехіометрія
• рівняння реакції
• емпірична формула
• молекулярна формула

План уроку

1. Мотивація 
2. Тобі може знадобитися. Приклади розв’язування задач 
3. Попрактикуймо самостійно:
4. Рефлексія 

---

Виведення молекулярної формули органічної сполуки один з перших етапів у дослідженні хімічної будови. Одним із способів, що для цього використовується є дослідження продуктів згоряння або інших продуктів характерних реакцій  елементний аналіз.Уявіть, що ви працюєте в хімічній лабораторії або на фармацевтичному заводі. Вам дали завдання визначити формулу невідомої речовини за такими даними: при спалюванні   4,4 г цієї речовини утворюється 8,8 г CO2 та 3,6 г H2O. 

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

І. Виведення молекулярної формули за даними про продукти згоряння речовин

 Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо: масу, або об’єм, або кількість речовини продуктів згоряння; загальну формулу класу сполук, або масові частки елементів у сполуці, або молярну масу, або відносну густину випарів.

Продуктами горіння органічних речовин є  Карбон(IV) оксид та вода. При проведенні обчислень вважаємо, що весь Карбон, що містився в органічній сполуці  переходить в склад Карбон(IV) оксиду, весь Гідроген в склад води.

Загальні рівняння реакцій горіння органічних сполук різних класів: 

• Алкани:
  • CnH2n+2 + (1,5n+0,5)O2 → nCO2 + (n+1)H2O

Завдання. Складіть рівняння реакції горіння алкенів. 

• Алкіни (алкадієни):
  • CnH2n–2 + (1,5n–0,5)O2 → nCO2 + (n–1)H2O
• Арени:
  • CnH2n–6 + (1,5n–1,5)O2 → nCO2 + (n–3)H2O
• Спирти:
  • CnH2n+1OH + 1,5nO2 → nCO2 + (n+1)H2O
• Альдегіди:
  • CnH2n+1COH + (1,5n+1)O2 → (n+1)CO2 + (n+1)H2O

Приклади розв`язування задач.

Задача 1. Алкін масою 6,8 г згорів в атмосфері кисню. Утворився карбон(IV) оксид масою 21,12 г. 

Визначте молекулярну формулу алкіну.

Задача 2. Спалили вуглеводень. При цьому утворився карбон(IV) оксид об`ємом    8, 96 л (н.у.) та вода масою 7,2 г. Відносна густина вуглеводню за киснем 2,188. Визначте формулу вуглеводню.  

Задача 3. Органічну сполуку масою 1,02 г повністю спалили.. Утворився вуглекислий газ масою 2,64 г та вода масою 1,26 г. Відносна густина парів сполуки за воднем 46. Визначте формулу сполуки . 

ІІ. Виведення молекулярної формули сполуки за даними про реагенти та (чи) продукти реакції і загальну формулу гомологічного ряду сполуки.

 Цей алгоритм застосовують, якщо з умови задачі відомо: загальну формулу гомологічного ряду сполуки, масу, або об’єм, або кількість речовини одного з реагентів; масу, або об’єм, або кількість речовини одного з продуктів реакції; у яких співвідношеннях відбувається реакція, тобто відомі стехіометричні коефіцієнти в рівнянні реакції. Цей підхід ґрунтується на відомому співвідношенні кількості речовини в рівнянні реакції.

Приклади розв`язування задач.

Задача 1. Під час гідрування алкену масою 3,92 г витратився водень об`ємом   1,568 л (н.y.) Визначте молекулярну формулу алкену.

Задача 2. Алкін масою 6,8 г повністю прореагував з гідроген бромідом масою 16,2 г. Визначте формулу алкіну.

Задача 3. Для повного спалювання алкіну масою 4 г витратили кисень об`ємом 8,96 л. Визначте формулу алкіну, назвіть його.

---

Задача 1. Під час згоряння алкену об`ємом 1,12 л утворився карбон (IV) оксид масою 8,8 г. Визначте молекулярну формулу алкену.

Задача 2. Арен кількістю речовини 0,4 моль повністю згорів в кисні об`ємом 94,08 л (н.у.). Визначте молекулярну формулу арену.

Задача 3. Визначте молекулярну формулу алкену, якщо відомо, що його зразок масою 5,6 г може знебарвити 320 г бромної води, в якій масова частка брому 5 %. 

Задача 4. Вуглеводень масою 0,86 г повністю спалили . Утворився вуглекислий газ обємом 1,344 л та вода. Густина пари вуглеводню за воднем 43. Визначте формулу вуглеводню.

Задача 5. Органічна сполука масою 2,85 г повністю згоріла, при цьому утворився карбон(IV)  оксид масою 7,7 г та вода масою 3,15 г. відносна густина пари речовини за киснем 3,56. Визначте формулку сполуки.

Задача 6. Алкен масою 7 г приєднав бром масою 16 г. Визначте формулу алкену.

Задача 7. Алкін масою 5,4 г повністю прореагував з гідроген хлоридом масою 7,3 г Визначте молекулярну формулу алкіну.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

1. формула, яку я використовую найчастіше
2. кроки алгоритму
3. типові помилки, яких слід уникати 

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

1. Визначте молекулярну формулу алкену, якщо відомо, що для спалювання 6 л алкену потрібно 27 л кисню. 
2. Алкен масою 0,84 г може приєднати 1,6 г брому. Визначте формулу алкену і назвіть його.
3. Продуктами горіння вуглеводню масою 14,2 г є карбон(IV) оксид і вода масою 19,8 г. Визначте молеклярну формулу вуглеводню.