Практикум: расчётные задачи
Формула по присоединению
Формулу алкена \(\ce{C_nH_{2n}}\) находят по молярной массе: \(M = 14n\) г/моль. Если дана масса алкена и масса присоединённого брома, количество алкена равно количеству брома, \(n = m(\ce{Br2})/159{,}8\).
edit_noteРазбор задачи: формула алкена по массе брома
\(7{,}0\) г алкена присоединяют \(16{,}0\) г брома. \(n(\ce{Br2}) = 16{,}0/159{,}8 = 0{,}100\) моль, столько же и алкена; \(M = 7{,}0/0{,}100 = 70\) г/моль. Из \(14n = 70\) находим \(n = 5\): алкен \(\ce{C5H10}\).
boltДелите на 14
Молярная масса алкена \(\ce{C_nH_{2n}}\) равна \(14n\), поэтому число атомов углерода — это молярная масса, делённая на 14. Если деление не получается нацело, вещество не алкен или в расчёте ошибка.
auto_awesomeФормула без химической реакции
Сегодня молекулярную формулу определяют масс-спектрометрией высокого разрешения: прибор измеряет массу молекулы с точностью до тысячных долей атомной единицы массы. Например, \(\ce{C6H12}\) (84,094) и \(\ce{C5H8O}\) (84,058) имеют одинаковую округлённую массу 84, но прибор их легко различает.
Смеси
В смеси алкена с алканом реагент, действующий на двойную связь, расходуется только на алкен. Прирост массы бромной воды равен массе поглощённого алкена, а объём смеси после гидрирования уменьшается на объём прореагировавшего водорода.
edit_noteРазбор задачи
\(10\) л смеси этана и этилена пропустили через бромную воду; объём газа уменьшился до \(6\) л. Поглотился этилен: \(4\) л, объёмная доля этилена \(40\) %.
boltДоля компонента по средней молярной массе
Если известна средняя молярная масса смеси двух газов \(M\), объёмная доля второго компонента равна \((M_1 - M)/(M_1 - M_2)\), где \(M_1\) и \(M_2\) — молярные массы компонентов. Среднюю молярную массу находят по плотности: \(M = 2 \cdot D_{\ce{H2}}\).
auto_awesomeГазоанализатор
Состав газовых смесей долго определяли прибором Орса: газ по очереди пропускали через поглотители и измеряли, насколько уменьшился объём. Щёлочь поглощала углекислый газ, бромная вода или олеум — непредельные углеводороды, щелочной раствор пирогаллола — кислород.
Выход и горение
Выход продукта — отношение практической массы к теоретической. В задачах на горение алкенов удобно помнить, что при сгорании \(\ce{C_nH_{2n}}\) образуются равные количества углекислого газа и воды: \(\ce{C_nH_{2n} + 1{,}5n O2 -> nCO2 + nH2O}\).
edit_noteРазбор задачи: соотношение атомов по продуктам сгорания
При сгорании \(4{,}20\) г алкена образовалось \(6{,}72\) л \(\ce{CO2}\) (н. у.). Количество углекислого газа \(0{,}300\) моль, столько же атомов углерода, их масса \(3{,}60\) г. На водород остаётся \(4{,}20 - 3{,}60 = 0{,}60\) г, то есть \(0{,}600\) моль атомов. Отношение \(\ce{C : H = 1 : 2}\) — это алкен или циклоалкан; чтобы найти \(n\), нужна молярная масса.
boltПроверка данных о сгорании
Масса углеводорода равна сумме масс углерода и водорода: \(m = 12 \cdot n(\ce{CO2}) + 2 \cdot n(\ce{H2O})\). Если равенство не выполняется, в веществе есть кислород или в расчёте ошибка.
auto_awesomeСветящееся пламя
Этилен горит более ярким и коптящим пламенем, чем метан: массовая доля углерода в нём больше (86 % против 75 %), и в пламени образуются раскалённые частицы сажи. По этому признаку в школьной лаборатории отличают непредельные углеводороды от предельных.
push_pinГлавное
Одна двойная связь присоединяет один моль брома или водорода, поэтому по массе или объёму присоединённого реагента находят количество алкена и его молярную массу. В смеси с алканом бромную воду обесцвечивает только алкен; при гидрировании объём смеси уменьшается на объём прореагировавшего водорода.
Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.