Обчислення в хімії – Визначення формули речовини: комбіновані задачі

ТЕМА: Повне окиснення вуглеводнів. Співвідношення мас реагентів і продуктів.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння повного окиснення органічної речовини, застосувати закону збереження маси для порівняння мас реактанту і продуктів, визначати хімічну формулу вуглеводню за масовим співвідношенням реактантів і продуктів реакції.

Рівняння реакції горіння вуглеводню:

Продукти реакції:

За умовою:

Формула вуглеводню \(\mathrm{CH_4}.\) Загальна кількість атомів дорівнює п’яти.

Відповідь: 5.

ТЕМА: Вуглеводні. Загальні формули. Обчислення кількості атомів у молекулі.

Завдання скеровано на перевірку знання загальних формул алканів, алкенів, алкінів, уміння обчислювати кількість атомів Карбону в молекулі вуглеводню за його загальною формулою і молярною масою.

Перевіривши можливі варіанти, легко дійти висновку, що йдеться про етен \(\mathrm{C_2H_4}.\)

Відповідь: 2.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічними формулами. Визначення хімічної формули речовини за масовими частками елементів і відносною густиною.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати розрахункові задачі за хімічними формулами.

Обчислімо молярну масу речовини \(\textbf{X},\) у молекулі якої y атомів Нітрогену, за її густиною за азотом, молярна маса якого \(28\ \text{г/моль}.\) Густина речовини \(\textbf{X}\) за азотом дорівнює частці від ділення молярної маси речовини \(\textbf{X}\) на молярну масу азоту: $$ D(X/\mathrm{N_2})=\frac{M(X)}{M(\mathrm{N_2})}. $$

Тоді молярна маса речовини \(\textbf{X}\) є добутком її густини за азотом і молярної маси азоту:

Відносна молекулярна маса чисельно дорівнює молярній масі речовини \(\textbf{X}:\) $$ M_r(X)=140. $$

Маса \(y\) атомів Нітрогену в молекулі речовини \(\textbf{X}\) дорівнює добутку масової частки Нітрогену й відносної молекулярної маси речовини \(\textbf{X}:\)

Кількість \(y\) атомів Нітрогену в молекулі речовини \(\textbf{X}\) дорівнює частці від ділення маси атомів Нітрогену в молекулі на відносну атомну масу Нітрогену: $$ y=\frac{yA_r(\mathrm{N})}{A_r(X)}=\frac{56}{28}=2. $$

Відповідь: 2.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач із визначення формул сполук. Визначення формули речовини: комбіновані задачі.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{N}_p)=2\ \text{моль}\)
\(n(\mathrm{CO_2})=8\ \text{моль}\)
\(n(\mathrm{H_2O})=11\ \text{моль}\)
\(n(\mathrm{N_2})=1\ \text{моль}\)

Знайти:
\((x+y+p)\ -\ ?\)

Розв’язання

Відповідь: 16.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й визначати формулу речовини за даними щодо продуктів її згоряння.

Дано:

Знайти:
\(a,\ b,\ d\ -\ ?\)

Розв’язання

Кількості атомів хімічних елементів у лівій і правій частинах рівняння однакові, тому \(a=1,\ b=2,\ d=1.\)

Відповідь: 4.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за хімічними формулами.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічну формулу, обчислювати відносну молекулярну масу речовини.

Дано:
\(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+1}\mathrm{NH_2}\)
\(m(\mathrm{C})=4m(\mathrm{H})\)

Знайти:
\(M(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+1}\mathrm{NH_2})\ -\ ?\)

Розв’язання

Відповідь: 59.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічними рівняннями. Визначення формули речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати формулу речовини.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x+2}\mathrm{O})=3\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{H_2})=0,56\ \text{л (н.у.)}\)
\(V_m(\mathrm{H_2})=22,4\ \text{л/моль (н.у.)}\)
\(M(\mathrm{C})=12\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H})=1\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{O})=16\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((2x+2)\ -\ ?\)

Розв’язання

Відповідь: 8.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати молекулярну формулу речовини за співвідношенням мас атомів хімічних елементів у ній.

Дано:
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=12:1:6\)
\(M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=152\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{C})=12\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H})=1\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{O})=16\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(x,\ y,\ z\ -\ ?\)

Відповідь: 19.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити хімічну формулу речовини.

Дано:
\(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+2}\mathrm{O}\)
\(w(\mathrm{C})=75\ \text{%}\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)

Знайти:
\(M(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+2}\mathrm{O})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{C})=\frac{nA_r(\mathrm{C})}{nA_r(\mathrm{C})+(2n+2)A_r(\mathrm{H})+A_r(\mathrm{O})};\\[1pt] 0,75=\frac{12n}{12n+1\cdot (2n+2)+16\cdot 1};\\[6pt] 12n=0,75=14n+18;\\[7pt] 16n=14n+18;\\[7pt] n=9;\\[7pt] M(\mathrm{C_9H_{20}O})=144. \end{gather*}

Відповідь: 144.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу речовини за даними про співвідношення мас елементів у ній і її молярною масою.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z\)
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=9:1:14\)
\(M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=6M(\mathrm{O_2})\)
\(M(\mathrm{O_2})=32\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(x,y,z\ -\ ?\)

Відповідь: 21.

ТЕМА: Розв'язування задач за хімічними формулами й на виведення формули сполуки.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати молярну масу речовини й виводити молекулярну формулу сполуки за співвідношенням мас елементів.

1)  обчислюємо молярну масу аскорбінової кислоти:

\(x, y, z\) – кількість речовини атомів Карбону, Гідрогену й Оксигену відповідно.

2)  зі співвідношення мас визначаємо \(x, y, z\):

Якщо \(y=1\), то \(x=\frac{9}{12}=\frac34,\ z=\frac{12}{16}=\frac34;\)
\(x=3,\ y=4,\ z=3\).

3)   \(\mathrm{C_3H_4O_3}\) – найпростіша формула, $$ M(\mathrm{C_3H_4O_3})=88\ \frac{\text{г}}{\text{моль}}, $$ \(\mathrm{C_6H_8O_6}\) – істинна формула.

4)  сума індексів дорівнює 20.

Відповідь: 20.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати істинну формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і відносною густиною за воднем.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(w(\mathrm{C})=80\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=20\ \text{%}\)
\(D_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=15\)
\(M(\mathrm{H_2})=2\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

Істинна формула вуглеводню \(\mathrm{C_2H_2}\).

Відповідь: 8.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і відносною густиною.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і молярною масою.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(\left\langle M_r(\text{пов.})\right\r\angle =29\)
\(w(\mathrm{C})=87,5\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=14,3\ \text{%}\)
\(D_{\text{пов.}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=0,966\)

Знайти:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)\ -\ ?\)

Відповідь: 28.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення формули речовини за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати формулу речовини за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Дано:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=M_r(\mathrm{Na_3PO_4})=164\)
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=30:3:8\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)

Знайти:
\(z\ -\ ?\)

Відповідь: 2.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за кількісними даними щодо продуктів її згоряння.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати молекулярну формулу речовини за кількісними даними щодо продуктів її згоряння.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{N})=5,9\ \text{г}\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{N})=14\)
\(V(\mathrm{N_2})=1,12\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{N_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(y\ -\ ?\)

Відповідь: 9.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Дано:
\(\mathrm{Sr}_x\mathrm{S}_y\mathrm{O}_z\)
\(A_r(\mathrm{Sr})=88\)
\(A_r(\mathrm{S})=32\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)
\(w(\mathrm{Sr})=47,83\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{S})=17,39\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{O})=34,78\ \text{%}\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Відповідь: 6.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати масу й молекулярну формулу речовини за її кількістю речовини і масами (об’ємами) продуктів її повного окиснення.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})=0,5\ \text{моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л}\)
\(m_2(\mathrm{H_2O})=27\ \text{г}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

1. Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

2. Знайти:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})\ -\ ?\)

Відповідь: 1. 8. 2. 15.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Виведення формули сполуки за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити формулу сполуки за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Дано:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=152\)
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=12:1:6\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Відповідь: 19.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Виведення молекулярної формули речовини за масовими частками елементів у ній і відносною густиною її пари.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити молекулярну формулу речовини за масовими частками елементів у ній і відносною густиною її пари.

Дано:
\(w(\mathrm{C})=0,72\)
\(w(\mathrm{H})=0,12\)
\(D_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=50\)
\(M(\mathrm{H_2})=2\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H})=1\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{C})=12\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{O})=16\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Відповідь: 19.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічними формулами. Кристалогідрати.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічний склад кристалогідрату.

Дано:
\(\mathrm{Na_2SO_3\cdot }x\mathrm{H_2O}\)
\(w(\mathrm{H_2O})=0,5\)
\(M_r(\mathrm{Na_2SO_3})=126\)
\(M_r(\mathrm{H_2O})=18\)

Знайти:
\(x\ -\ ?\)

Відповідь: 7.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити молекулярну формулу речовини.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=3,6\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=5,6\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=5,4\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)
\(D_{\mathrm{O_2}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=2,25\)
\(M(\mathrm{O_2})=32\ \text{г/моль}\)

1. Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

2. Знайти:
\(n(\text{структурні ізомери})\ -\ ?\)

У пентану \(\mathrm{C_5H_{12}}\) три структурних ізомери (рис. 1).

Рис. 1. Структурні ізомери пентану: 1 – пентан, 2 – 2-метилбутан, 3 – 2,2-диметилпропан

Відповідь: 1. 17. 2. 3.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=6\ \text{г}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=7,2\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=6,72\ \text{л/моль}\)
\(D_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=30\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(M(\mathrm{O})=16\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{O_2})=32\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CO_2})=44\ \text{г/моль}\)

1. Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

2. Знайти:
\(n(\text{ізомерів}\ \mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)\ -\ ?\)

Ізомери складу \(\mathrm{C_3H_8O}\) зображено на рисунку 1.

Рис. 1. Ізомери складу \(\mathrm{C_3H_8O}\). 1. Пропан-1-ол. 2. Пропан-2-ол. 3. Метоксиетан (етилметиловий етер)

Відповідь: 1. 12. 2. 3.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення найпростішої формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)
\(w(\mathrm{C})=26,08\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=4,35\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{O})=69,56\ \text{%}\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Формулі відповідає \(\mathrm{CH_2O_2}\) метанова (мурашина) кислота.

Відповідь: 5.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення формули речовини за даними щодо продуктів її згоряння.

Завдання скеровано на перевірку визначати формулу речовини за даними щодо продуктів її згоряння.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=1\ \text{моль}\)
\(n(\mathrm{CO_2})=3\ \text{моль}\)
\(n(\mathrm{H_2O})=4\ \text{моль}\)

Знайти:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)\ -\ ?\)

Відповідь: 44.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення найпростішої формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z\mathrm{N}_g\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)
\(A_r(\mathrm{N})=14\)
\(w(\mathrm{C})=0,397\)
\(w(\mathrm{H})=0,033\)
\(w(\mathrm{O})=0,106\)
\(w(\mathrm{N})=0,464\)

Знайти:
\(x,\ y,\ z,\ g\ -\ ?\)

Відповідь: 151.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і молярною масою.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати найпростішу формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і молярною масою.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)
\(w(\mathrm{C})=76,9\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=12,8\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{O})=10,3\ \text{%}\)
\(\left\langle M_r(\text{пов.})\right\r\angle =29\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Відповідь: 31.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення формули речовини за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати формулу речовини за відношенням мас хімічних елементів у ній.

Дано:
\(M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=4M_r(\mathrm{CO_2})=176\)
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=9:1:12\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

Відповідь: 20.