Химия. Решебник

Масса 0,7 моль О2 равна:

m(О2) = 32г/моль·0,7 = 22,4 г.

Тогда составим соотношение:

22,4:7 3n 1 322 : 14n 2 7 3n 1 322 ; 22,4 14n 2 7 3n 1 322 .

n = 3, этот углеводород – пропин С3Н4.

Задание 22. Определить молекулярную формулу ароматического углеводорода, содержащего 91,3 % углерода.

Ответ: С7Н8.

Решение

ω(Н) = 100 – 91,3 = 8,7 %.

Общая формула ароматических углеводородов – СnH2n-6. Составим соотношение:

12:2n 6 912,3:8,7.

n = 7, этот ароматический углеводород – толуол С7Н8.

Задание 23. Вывести молекулярную формулу ароматического углеводорода, плотность паров которого по гелию 26,5. Указать число его изомеров.

Ответ: 4.

Решение

Общая формула ароматических углеводородов – СnH2n-6.

М(He) = 4 г/моль; М(СnH2n-6) = 4·26,5 = 106 г/моль;

12n 2n 6 106; n = 8.

Молекулярная формула ароматического углеводорода – С8Н10 ,которая имеет 4 изомера: 1,2-диметилбензол, 1,3-диметилбензол, 1,4-диметилбензол, этилбензол.

Задание 24. Соединения пропен и циклопропан являются:

91

Ответ: 2) структурными изомерами.

Решение

Органические вещества пропен и циклопропан являются структурными изомерами по определению.

Задание 25. Соединения цис-пентен-2 и транс-пентен-2 – это:

Ответ: 3) геометрические изомеры.

Решение

Органические вещества цис-пентен-2 и транс-пентен-2 являются геометрическими изомерами.

Задание 26. При взаимодействии предельного карбоновой кислоты с 3,2 мл метанола (ρ = 0,8 г/мл) образовалось 8,16 г сложного эфира. Вывести формулу сложного эфира.

Ответ: CH3-CH2-CH2-COOCH3 или С5Н10O2.

Решение

Напишем уравнение реакции взаимодействия предельной карбоновой кислоты с метанолом (реакция этерификации):

CnH2n+1COOH + CH3OH↔ CnH2n+1COOCH3 + H2O.

Масса спирта равна:

m(CH3OH) = 3,2 · 0,8 = 2,56 г.

Отсюда, разделив массу метанола на его грамм-молекулярную массу (102), найдем количество молей спирта:

ν CH3OH 2102,56 0,08 моль.

Из уравнения реакции следует, что сложного эфира тоже образовалось 0,08 моль. Разделив массу сложного эфира на 0,08, найдем молекулярную массу сложного эфира:

M 08,,1608 102 г/моль.

Теперь, зная, что атомные массы углерода и водорода равны соответственно 12 и 1, можем составить уравнение, выражающее молекулярную массу сложного эфира:

12n + 2n +60 = 102; 14n = 42; n = 42/14 = 3.

92

Таким образом, формула сложного эфира: CH3-CH2-CH2-COOCH3 или

С5Н10O2.

Задание 27. Найти формулу предельного углеводорода, при полном хлорировании которого, объем израсходованного хлора в 1,5 раза больше объема кислорода, необходимого для его сжигания.

Учитывая условие задачи, можем составить уравнение:

2n 2 3n 1 12,5; n = 5 – это пентан C5H12.

Задание 28. Жир, массой 44,5 г, представляющий триглицерид предельной карбоновой кислоты, нагрели с 70 мл 20 %-ного раствора NaOH (ρ = 1,2 г/мл). Для нейтрализации избытка щелочи потребовалось 22,5 мл 36,5 %-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,2 г/мл). Установитеформулу жира.

Ответ: (C17H35COO)3C3H5 – это тристеарат.

Решение

Напишем уравнения протекающих реакций:

С3H5 OOC CnH2n 1 3 3NaOH С3H5 OH 3 3CnH2n 1COONa ; HCl NaOH NaCl H2O.

Найдем массы раствора гидроксида натрия, чистого NaOH, и его количество в молях:

m(раствора NaOH) = 70·1,2 = 84 г;

m NaOH 84 20 9,8 г; 100

ν NaOH 1640,8 0,42 моль,

где 40 – молекулярная масса NaOH.

Аналогично найдем массы раствора соляной кислоты, чистого хлороводорода и его количество в молях:

93

m(раствора HCl) = 22,5·1,2 = 27 г;

m HCl 27 36,5 9,855 г; 100

ν HCl 936,855,5 0,27 моль,

где 436,5 – молекулярная масса HCl.

Из формул видно, что в реакцию между HCl и NaOH вступили по 0,27 моль веществ. Тогда в реакцию с жиром вступил 0,42 – 0,27 = 0,15 моль NaOH.

Из стехиометрии реакции видно, что жирабыло:

ν 0,315 0,05 моль.

Отсюда легко найти молярную массу жира:

M жира 04,05,5 890 г/моль.

Составим уравнение:

3(12n + 2n + 1) = 890; n = 17.

Формула жира будет:

О

||

СН2 – О – СO– C17H35 – это тристеарат.

||

СН – О –ОC – C17H35

||

СН2 – О – С – C17H35

Задание 29. 20,16 л смеси этана, этена и этина пропустили через аммиачный раствор оксида серебра. При этом выпало 72 г осадка. Непоглощенную смесь пропустили через бромную воду, осталось непоглощенным 8,96 л газа. Определить плотность по воздуху исходной смеси.

Ответ: 0,97.

Решение

Реакция этина с аммиачным раствором оксида серебра:

HC≡ СН + [Ag(NH3)2]OH→ AgC ≡ CAg↓ + NH3↑ + H2O; M(C2Ag2) = 240 г/моль;

94

ν C2Ag2 ν C2H2 24072 0,3 моль;

V(C2H2) = 0,3·22,4 = 6,72 л;

M(C2H2) = 26 г/моль; m(C2H2) = 0,3·26 = 7,8 г.

Реакция этена с бромной водой:

С2H4 +Br2 =C2H4Br2; V(C2H6) =8,96 л;

ν C2H6 822,96,4 0,4 моль.

M(C2H6) = 30 г/моль; m(C2H2) = 0,4·30 = 12 г.

V(C2H4) =20,16 – 6,72 – 8,96 = 4,48 л;

ν C2H4 224,48,4 0,2 моль;

M C2H4 28 г/моль. m(C2H2) = 0,2·28 = 5,6 г;

mобщ. (смеси) = 5,6 + 12 + 7,8 = 25,4 г; νобщ. (смеси) = 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 моль; Мобщ. (смеси) = 25,4 ·1/0,9 = 28,2 г/моль;

М(воздуха) = 29 г/моль;

Dвозд. 2829,2 0,97.

Задание 30. 16,5 г смеси амина и 2-аминоксилоты (молярное соотношение 2:1) реагируют с 50 г 21,9 %-ного раствора соляной кислоты. Определить качественный и количественный состав смеси, если известно, что оба соединения содержат одинаковое число атомов углерода.

Ответ: H2NCH2COOH и CH3CH2NH2, (CH3)2NH.

Решение

Найдем массу хлороводорода и его количество в молях:

m HCl 50 21,9 10,95 г; 100

95

ν HCl 1036,95,5 0,3моль,

где 36,5 – масса одного моля HCl.

Амин и аминокислота могут иметь формулы: CnH2n+1NH2 (первичный

амин), CnH2n+2NH (вторичный амин), CnH 2n-1O2NH2 (аминокислота).

Амины и аминокислоты могут взаимодействовать с хлороводородной кислотой по реакциям:

CnH2n+1NH2 +HCl CnH2n+1NH2∙HCl;

CnH2n+2NH +HCl CnH2n+2NH∙HCl;

CnH2n-1O2NH2 +HCl CnH2n-1O2NH2∙HCl.

По условию задачи на каждые 2 моля амина в смеси приходится 1 моль аминокислоты, а с ними реагируют 0,3 моля хлороводорода, тогда очевидно, что 0,2 моля кислоты взаимодействуют с 0,2 молями амина, а 0,1 моль хлороводорода – с 0,1 моль аминокислоты. Масса (0,3–х) молей смеси по условию задачи равна 16,5 г, масса 3 молей будет 16,5·10 = 165 г.

Оттуда можем составить уравнение:

212n 2n 1 16 12n 2n 1 32 16 165; 42n = 84;

n = 2.

Смесь состоит из аминоуксусной кислоты H2NCH2COOH, этиламина

CH3CH2NH2 и диметиламина (CH3)2NH.

Задание 31. Определить молекулярную массу и строение сложного эфира аминокислоты, если он содержит 15,73 % азота.

Ответ: метиловый эфир глицина, 89 г/моль.

Решение

Учитывая, что атомная масса азота равна 14, найдем молекулярную массу сложного эфира аминокислоты:

14 100 15,73; M

M 14 100 89.

15,73

Общая формула сложного эфира аминокислоты CnH2n-1O2NH2. Из этого, можем написать равенство:

12n 2n 1 32 16 89; 14n = 42;

96

n = 3.

Это метиловый эфир глицина (аминоуксусной кислоты): H2NCH2COOCH3, молекулярная масса 89 г/моль.

Задание 32. В смесь аминоуксусной кислоты и безводного этилового спирта пропустили ток сухого хлороводорода, при этом образовалось 1,395 г твердого вещества. Какая масса спирта прореагировала?

Ответ: 0,46 г.

Решение

Напишем схемы возможных реакций:

H2NCH2COOH + HCl HCl ∙ H2NCH2COOH;

HCl ∙ H2NCH2COOH + C2H5OH HCl ∙ H2NCH2COOC2H5 +H2O.

Образовавшееся твердое вещество – этиловый эфир аминоуксусной кислоты, ее грамм-молекулярная масса равна 139,5 г/моль.

По условию задачи образовалось 1,395 г осадка, что равно:

ν 1,395139,5 0,01моль.

Из стехиометрии реакции этерификации следует, что количества молей сложного эфира и этилового спирта равны друг другу.

Тогда ν(C2H5OH) = 0,01 моль, его масса равна 46 · 0,01 = 0,46 г, где 46 –

грамм-молекулярная масса C2H5OH.

Задание 33. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

5СН3СОН + 2KMnO4 + 3H2SO4 5СН3СООН + 2MnSO4 + К2SO4 +3Н2О;

P

СН3СООН+Cl2 ClСН2СООН + HCl; ClСН2СООН + NH3 (изб.) H2NCH2COOH +HCl;

97

4H2NCH2COOH + 9О2 10Н2О + 8СО2 + 2N2;

Итак, Х3 – аминоуксусная кислота (H2NCH2COOH).

Задание 34. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

CH3CH2NH2 + CO2 +H2O CH3CH2NH2∙H2CO3;

t

CH3CH2NH2∙H2CO3 CH3CH2NH2 +CO2 +H2O.

Таким образом, Х2 – этиламин CH3CH2NH2.

98

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – М.: Новая волна,2002.

2.Лидин Р.А., Молочко В.А. Химия для абитуриентов: от средней школы

квузу. – М.: Химия, 1993.

3.Оганесян Э.Т. Руководство по химии поступающим в вузы. – М.: Высшая школа, 1992.

4.Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Ответы на вопросы. Теория и примеры решения задач. – М.: 1 Федеративная Книготорговая Компания, 1997.

5.Злотников Э.Г. Краткий справочник похимии.– СПб.: Питер-пресс,1997.

99

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Беев Ауес Ахмедович Виндижева Мадзера Кадыровна Беева Джульетта Анатольевна и др.

ХИМИЯ

Решебник

Для обучающихся на подготовительном отделении

Нальчик, «Каб.-Балк. ун-т»,2022

Редактор Л.М. Хакулова

Компьютерная верстка Н.И. Золотаревой

Корректор Л.А. Скачкова

В печать 08.09.2022. Формат 60х84 1/16. 5,81 усл.п.л. 5,0 уч.-изд.л. Тираж 50 экз.

Кабардино-Балкарский государственный университет. 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173

Печать трафаретная. Бумага офсетная. Заказ № 278.

Производственно-техническое управление Полиграфический участок

3600004, г. Нальчик ул. Чернышевского, 173.

100