Умение решать задачи - такое же практическое искусство, как умение плавать или бегать на лыжах. Ему  можно научиться только путём подражания или  упражнения. 

Дьёрдь Пойа

 

 

Алгоритм решения задач 

Нахождение формулы органического вещества  по  продуктам его сгорания  и относительной плотности газов

1. Вычисляем молярную массу вещества.  М(в) = D(x)*М(х) 

2. Вычисляем количество атомов С (по СО₂):                                                                                   

3. Вычисляем количество атомов Н (по Н₂О) :

Так как в молекуле Н₂О 2 моль Н, то формулу умножаем на 2              

 

4. Вычисляем молярную массу полученного вещества.

5. Если молярная масса полученного вещества равна молярной массе вещества (1), тогда задача решена правильно; если молярная масса полученного вещества отличается от молярной массы вещества (1), вычисляем разность и определяем количество атомов кислорода, если вещество кислородосодержащие, или азота, если вещество азотосодержащее.

 

Задача. При сгорании 10,5 г органического вещества получили 16,8 л углекислого газа (н.у.)  и 13,5 г воды. Плотность этого вещества при н.у. равна 1,875 г/л. Определите молекулярную формулу вещества.

  

Дано:                          m(вещества) = 10,5 г V(CO2) = 16,8 л m(H2O) = 13,5 г ρ(вещества) = 1.875 г/л _________________ Найти: Молекулярную  формулу

Решение: 1. Находим молярную массу вещества и его количество вещества:  M(вещества)  = ρ· Vm = 1.875 г/л · 22,4 л/моль = 42 г/моль n (вещества ) = m / M = 10,5 г / 42 г/моль = 0,25 моль  2. Найдём количества вещества C, H по формулам: n =  V/Vm    или        n = m/M n (C) = n (CO2)= V/Vm =16,8 л / 22,4 л/моль= 0,75 моль n (H) = 2 · n (H2O) = 2 · m/M = (2 · 13,5 г) / 18 г/моль = 1,5 моль 3. Определим наличие кислорода в формуле вещества: m(C) = n (C) · M(C) = 0,75 моль · 12 г/моль = 9 г m(H) = n (H) · M(H) = 1,5 моль · 1 г/моль = 1,5 г m(O) = m(вещества) – (m(C) + m(H)) = 10.5 г – (9 г + 1,5 г) = 0 г, следовательно кислород отсутствует и это углеводород - CxHy 4. Находим формулу n (CxHy) : n (С) : n (Н) = 0,25 : 0,75 : 1,5 = 1 : 3 : 6     (здесь к целым числам пришли путём деления всех чисел на меньшее из них, т.е. на 0,25) Следовательно, 1 моль вещества содержит 3 моль углерода и 6 моль водорода, таким образом, искомая формула С3Н6. ___________________________________________________ * Если в условии задачи дана относительная плотность органического вещества, то его молекулярную массу определяем согласно формулам: D(O2) = Mr(газа)/Mr(O2)=Mr(газа)/32; D(H2) = Mr(газа)/Mr(H2)=Mr(газа)/2; D(воздуха)=Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29.

Алгоритм решения задач

Нахождение формулы вещества по массовым долям элементов

1. Обозначить формулу вещества с помощью индексов х, у, z и т. д. по числу элементов в молекуле.
2. Найти молярную или молекулярную массу вещества по формуле:

М_r = D_х· М_r(Х),       М_r = ρ· V_m. 

3. Если в условии не дана массовая доля одного элемента, вычислить ее как разность 100% и массовых долей всех ос­тальных элементов.
4. Найти отношение индексов х : у : z  как отношение част­ных от деления массовой доли элемента на его относительную атомную массу (ω/Аr). Привести частные от деления к отношению целых чисел. Определить простейшую формулу вещества.
5. В задачах на нахождение формул органических веществ часто требуется сравнить относительную молекулярную массу М простейшей формулы  с истинной, найденной по условию задачи (чаще всего плотности по воздуху или по водороду). От­ношение этих масс дает число, на которое надо умножить ин­дексы простейшей формулы.

Пример. Углеводород, плотность паров которого по водоро­ду равна 15, содержит 80,0% углерода. Найдите его молеку­лярную формулу.

Дано.  ω (С) =   80%  D(н2) = 15 Найти: Формула CXHY ?

Решение 1.  Обозначим формулу   углеводорода CXHY  2. Рассчитаем относительную молекулярную массу углево­дорода:   Мr = Dх· Мr(Х),  Мк(СхНу ) = 2 • DH2 (в-ва) = 2 • 15 = 30     3. Вычислим массовую долю водорода в со­единении: ω (Н) = 100% - ω (С) = 100% - 80,0% = 20,0%.  4. Найдем отношение индексов х : у:       С:Н  =  x:у =   ω (C) : Ar(C) / ω (H) : Ar(H) С:Н = х:у = 6,67 : 20 = 1:3     Простейшая формула соединения СН3. Сравним относительную молекулярную массу истинного в-ва  с относительной молекулярной массой простей­шей формулы: Мr (СН3) =12 + 3 = 15,  Мr(СхHу) = = 30    30:15 = 2 Выяснили, что число атомов обоих элементов в простейшей формуле надо увеличить в два раза. Истинная формула веще­ства С2Н6.

Задачи на растворы   

 Задачи на концентрирование растворов

1.  Упариванием 500 г раствора с массовой долей соли 10% получен раствор с  массовой долей соли 14%.  Какова масса выпаренной воды? 

 

2.  Из раствора массой 320 г и массовой долей щёлочи 15% выпарили 20 г воды. Какой стала массовая доля щёлочи в растворе (в %). Запишите ответ с точностью до целых.

 

3. Какую массу воды нужно выпарить из 120 г 30% раствора  хлорида натрия для получения 10% раствора?

 

4. Раствор массой 200 г и концентрацией соляной кислоты 5% поглотил дополнительно 4, 48  л газообразного хлороводорода ( н.у). Чему равна массовая доля в % хлороводорода в полученном растворе?

 

 

Задачи на разбавление растворов

 

1. Определите массу воды, которую нужно добавить к 50 г 20% раствора соляной кислоты, что бы уменьшить её концентрацию  до 10%

 

2. К 250 г 10% раствора нитрата натрия добавили 10 г этой же соли и 50 мл воды. Чему равна массовая доля натрия в полученном растворе? 

 

3. Рассчитайте массу 15% раствора, полученного при разбавлении 25% раствора массой 175 г

 

4. К 220 г раствора серной кислоты с массовой долей 20% добавили 140 мл воды. Какова массовая доля серной кислоты в полученном растворе?

 

5. Какую массу воды надо добавить к 120 г 20% раствора гидроксида бария  для получения 5% раствора? Запишите число с точностью до целых.

 

6. Рассчитайте массу 12% раствора, полученного при разбавлении 120 г 30 %  раствора гидроксида натрия.

 

Задачи на разбавление и концентрирование растворов

 

1. Сколько воды надо испарить из 500 г 10% раствора гидроксида  натрия , что бы увеличить  его концентрацию в 1,5 раза? 

 

2. К 10 % раствору хлорида натрия, содержащему 15 г растворённого вещества последовательно добавили 18 г этой же соли и 32 мл воды. Определите массовую долю хлорида натрия  (в %) в конечном растворе.

 

3. К 15% раствору соли, содержащему 12 г растворённого вещества,  последовательно добавили 12 г этой же соли и 16 мл воды.  Рассчитайте массовую долю соли в конечном растворе. Запишите число с точностью до десятых.

 

4. К раствору массой       150 г  с массовой долей сульфата натрия  8% добавили 15 г воды и 3 г этой же соли. Рассчитайте массовую долю соли  (в %) в полученном растворе. Запишите число с точностью до сотых.

 

5. Из раствора массой 200 г с массовой долей поваренной соли 10% выпарили 20 г воды и добавили 4 г этой же соли. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе (в %). Запишите число с точностью до сотых.

 

Задачи на смешивание растворов

1. Смешали 300 г 10% и 310 г 20% раствора азотной кислоты. Определите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе.

 

2. Смешали 230 г 20% и  110 г 12 % раствора хлорида калия. Какая масса растворённого вещества содержится в полученном растворе? Запишите число с точностью до десятых.

 

3. Какую массу 20% раствора сульфата натрия нужно добавить к 220 г 3% раствора этой же соли для получения 12% раствора? Запишите число с точностью до десятых.

 

4. Смешали 200 мл раствора 10% серной кислоты плотностью 1,07 г/ мл и 100 мл 35% серной кислоты плотностью 1, 26 г/мл. Чему равна массовая доля серной кислоты в полученном растворе? Запишите полученное число с точностью до десятых.

 

                        

Задача 1

        Для обработки ран используют 3% раствор перманганата калия. К 200 г такого раствора добавили ещё 1 г этого вещества. Какой стала   массовая доля соли в растворе?

 

Задача 2

       Для обработки ран используют 3% раствор перманганата калия. К 200 г такого раствора добавили   10 г  воды.   Какой стала его массовая доля соли в растворе?

 

Задача 3 

Для обработки ран используют 3% раствор перманганата калия. К 200 г такого раствора добавили ещё 1 г этого вещества и   10 г  воды.   Какой стала его массовая доля соли в растворе?

 

Задача 4.

 Для консервирования огурцов приготовили рассол: на 2 л воды взяли 100 г соли, а для консервирования помидор - рассол из 100 г соли и  3 л воды. Какой рассол получился более концентрированным?

  Задача 5

Для приготовления салата хозяйке требуется  30 г столового (9 %)  уксуса, но на кухне у неё оказалась только 70 % уксусная эссенция. Посоветуйте, как хозяйке избежать дополнительных расходов  на покупку столового уксуса.

 

Задача 6

Сколько г 70 % уксусной эссенции  и воды следует взять для получения  20 г  столового уксуса, в котором массовая доля уксусной кислоты равна 9%.

 

 

 

 

Задача 1

Подоив корову, хозяйка налила в горшок 2 литра молока с жирностью 4,6%. Выспавшийся за целый день толстый пушистый кот прыгнул на стол и слизал   200 г отстоявшихся сливок с жирностью 15%.

        Подсчитайте, много ли жира осталось в горшке? Сколько граммов жира съел кот? Плотность молока принять за 1 г/см³.

Задача 2

Четыре подряд съеденных мороженых обернулись для Насти температурой и ангиной. Врач назначил ей почаще полоскать горло 2%-м раствором фурацилина.

Сколько 250-граммовых  стаканов этого средства попало в канализацию, если было израсходовано 8 стандартов фурацилина по 10 таблеток каждый? Каждая пилюля весит по 0,5 г.

 

Задача 3

Определите массу воды, идущую на промывание желудка при отравлении щелочами, если при этом необходимо выпить пять стаканов теплой воды и вызвать рвоту, затем столько же стаканов раствора уксусной кислоты с массовой долей её 2%. После чего сделать еще два промывания чистой теплой водой по пять стаканов каждое. Стакан вмещает 250 г жидкости. Какой вывод вы сделаете для себя?

 

Задача 4

 

Чтобы продемонстрировать детям, пришедшим на экскурсию в аптеку, важность знаний по химии, директор показал на женщину, работающую со склянками, и сказал, что здесь готовится 5%-й спиртовой раствор борной кислоты, и тут же дал школьникам задачку на 5 мин. Решите и вы её.

Определите долю воды в 5%-м спиртовом растворе борной кислоты, если использован 96%-й раствор спирта.

Задача 5

Уходя на работу, мама поручила Ксюше постирать тюль и свести пятно от ржавчины лимонной кислотой. Покопавшись в книге «Домоводство», Ксюша поняла, что нужно приготовить 10%-й раствор кислоты и погрузить туда на 30 мин ткань с ржавым пятном размером с её ладошку.

Будь вы Ксюшей, сколько взяли бы воды и кислоты для приготовления раствора? В какой ёмкости выводили бы пятно?

 

Задача 6

 

  Открыв дверь в квартиру, вернувшаяся из гостей семья ощутила «запах больницы». Первым провел расследование глава семьи – отец. На полу он обнаружил осколки флакона от 5%-го спиртового раствора йода, где его до этого было 8 г, а из-под шкафа мерцали две пары шкодливых глаз (кота и щенка). Отец все решил миром, объявив, что состоялась игра в футбол со счетом 1:1.

Определите, сколько граммов йода и спирта создали «запах больницы»?

 

Тема «Алканы»

1. Объем кислорода (н.у.), необходимый для полного сгорания 400 л (н.у.) смеси метана и бутана, содержащей 25% по объему метана, равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

2. Карбид алюминия массой 28,8 г полностью прореагировал с соляной кислотой. Объем (н.у.) газа, выделившегося в результате реакции, составил _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

3. Ацетат натрия массой 41 сплавили с избытком гидроксида натрия. Масса газа, выделившегося в результате реакции, составила _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

4. В результате пиролиза 60 л (н.у.) метана с выходом 80% получили ацетилен, объем (н.у.) которого составил _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

Тема «Алкены»

1. Этилен объемом 4,48 л (н.у.) пропустили через водный раствор перманганата калия. Масса образовавшегося в результате реакции этиленгликоля равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

2. Этилен объемом 200 л (н.у.) подвергли гидратации и с выходом 75% получили этанол, масса которого составила _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

3. При нагревании пропанола-1 массой 120 г в присутствии концентрированной серной кислоты с выходом 80% получили пропен, объем (н.у.) которого составил _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

4. Масса бромной воды с массовой долей брома 3,2%, которая необходима для поглощения бутена-1 объемом 3,36 л (н.у.), равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

Тема  «Алкадиены»

1. Максимальная масса брома, которую может присоединить бутадиен-1,3 объемом 4,48 л (н.у.), равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

2. Максимальный объем (н.у.) водорода, который может присоединить бутадиен-1,3 объемом 150 л (н.у.), равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

 

3. Смесь бутана и бутадиена-1,2 объемом 0,448 л (н.у.) может максимально обесцветить 50 г бромной воды с массовой долей брома 3,2%. Объемная доля бутадиена-1,2 в исходной смеси газов равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

4. Объем углекислого газа (н.у.), который получится при полном сгорании 60 л (н.у.) дивинила, равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

 

5. Для получения бутадиена-1,3 по методу С.В. Лебедева взяли 920 мл этанола (плотность 0,8 г/мл). Выход продукта реакции составил 70%. Объем (н.у.) полученного бутадиена-1,3 равен _________ л. (Запишите число с точностью до десятых.)

Тема «Циклоалканы»

1. Максимальный объем (н.у.) водорода, который может присоединить циклопропан массой 8,4 г, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

2. Масса хлороводорода, которую может присоединить циклопропан объемом 17,92 л (н.у.), равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

3. Масса гексана, которая необходима для получения 16,8 г циклогексана, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

4. Смесь пропана и циклопропана объемом 20 л (н.у.) максимально может присоединить 5 л (н.у.) водорода. Объемная доля циклопропана в смеси равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

5. Смесь пропана и циклопропана объемом 10 л (н.у.) может присоединить 48 г брома. Объемная доля циклопропана в исходной смеси газов равна _________ %. (Запишите число с точностью до десятых.)

Тема "Арены"

 

1. Объем (н.у.) водорода, который может присоединить бензол массой 15,6 г, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

2. Объем (н.у.) хлора, который может вступить в реакцию с бензолом массой 11,7 г в присутствии хлорида алюминия, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

3. Объем (н.у.) хлора, который может вступить в реакцию с бензолом массой 31,2 г при ярком освещении, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

4. Масса брома, которая может вступить в реакцию с бензолом массой 19,5 г в присутствии хлорида железа(III), равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

5. Масса брома, которая может вступить в реакцию с бензолом объемом 17,73 мл (плотность 0,88 г/мл) в присутствии хлорида железа(III), равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

6. Объем (н.у.) кислорода, который необходим для полного сгорания 44,32 мл бензола (плотность 0,88 г/мл), равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

 

7. Объем (н.у.) воздуха, который необходим для полного сгорания 13,3 мл бензола (плотность 0,88 г/мл), равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

 

8. Объем (н.у.) углекислого газа, который выделится при полном сгорании 88,64 мл бензола (плотность 0,88 г/мл), равен _________ л. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

9. Объем (н.у.) углекислого газа, который выделится при полном сгорании 9,2 г толуола, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

10. Объем (н.у.) кислорода, который необходим для полного сгорания 27,6 г метилбензола, равен _________ л. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

11. Объем (н.у.) воздуха, который необходим для полного сгорания 21,2 г этилбензола, равен _________ л. (Запишите число с точностью до целых.)

 

12. Масса бензола, которая необходима для получения 19,68 г нитробензола, выход которого составляет 80%, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

13. Масса бензола, которая необходима для получения 58,88 г бромбензола, выход которого составляет 75%, равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

14. Масса хлорбензола, которую можно получить при взаимодействии бензола массой 39 г с хлором объемом 15 л (н.у.) в присутствии хлорида алюминия, равна _________ г. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

 

 

 

1. Железо массой 11,2 г полностью прореагировало с избытком соляной кислоты. Объем (н.у.) газа, выделившегося в результате реакции, составил _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

2. Натрий массой 0,92 г полностью прореагировал с водой. Объем (н.у.) газа, выделившегося в результате реакции, составил _________ л. (Запишите число с точностью до тысячных.)

 

3. Серебро массой 5,4 г полностью растворили в концентрированной азотной кислоте. Объем (н.у.) газа, выделившегося в результате реакции, составил _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

4. При полном растворении меди в разбавленной азотной кислоте выделилось 4,48 л газа (н.у.). Масса меди, вступившей в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

5. При взаимодействии этанола с избытком натрия выделилось 3,36 л (н.у.) водорода. Масса этанола, вступившего в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

6. При взаимодействии раствора фенола в бензоле с избытком калия выделилось 1,12 л (н.у.) водорода. Масса фенола, вступившего в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

7. Объем (н.у.) водорода, который может выделиться при взаимодействии 18,6 г этиленгликоля с избытком натрия, равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

8. Натрий массой 9,2 г полностью прореагировал с хлорметаном по реакции Вюрца. Объем (н.у.) выделившегося в результате реакции этана равен _________ л. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

9. При взаимодействии магния с уксусной кислотой выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Масса кислоты, вступившей в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

 

10. Сплав цинка и меди массой 10 г обработали избытком соляной кислоты. В результате реакции выделилось 2,24 л (н.у.) газа. Массовая доля меди в сплаве равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

11. Смесь железной и медной стружки массой  15 г обработали избытком концентрированной азотной кислоты на холоду. В результате реакции выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Массовая доля железа в смеси равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

12. Смесь алюминиевой и медной стружки массой 20 г обработали избытком раствора щелочи. В результате реакции выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Массовая доля меди в смеси равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

13. Сплав магния и цинка массой 8,9 г обработали избытком соляной кислоты. В результате реакции выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Массовая доля цинка в сплаве равна _________ %. (Запишите число с точностью до целых.)

 

14. Смесь алюминиевой и цинковой стружки массой 11,9 г обработали избытком раствора щелочи. В результате реакции выделилось 8,96 л (н.у.) газа. Массовая доля алюминия в смеси равна _________ %. (Запишите число с точностью до сотых.)

 

15. Железную пластинку массой 10 г поместили в раствор сульфата меди(II). После окончания реакции масса пластинки составила 10,8 г. Масса железа, вступившего в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

16. Цинковую пластинку массой 15 г поместили в раствор сульфата железа(II). После окончания реакции масса пластинки составила 13,2 г. Масса железа, выделившегося на пластинке, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

17. Медную пластинку массой 20 г поместили в раствор нитрата серебра. После окончания реакции масса пластинки составила 21,52 г. Масса нитрата серебра, вступившего в реакцию, равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)

 

18. Алюминиевую пластинку массой 12 г поместили в раствор сульфата цинка. После окончания реакции масса пластинки составила 13,41 г. Масса образовавшегося в результате реакции сульфата алюминия равна _________ г. (Запишите число с точностью до десятых.)