Издательство томского университета (стр. 18 из 20)
Решение:
Запишем уравнение реакции горения:
СхНу + (х +
)О2 = хСО2 + 
Н2О.Рассчитаем количества вещества углекислого газа и воды, получившиеся в ходе реакции:
(моль); 
(моль).Определим отношение количества вещества углекислого газа и воды:
, т.е. 
, следовательно, простейшая формула вещества С7Н16.Ответ: С7Н16.
Пример 6.
Вычислите равновесные концентрации и константу равновесия для протекающей в газовой фазе реакции Н2 (г) + I2 (г) ⇄ 2HI (г), если известно, что при данных условиях исходные концентрации
и 
составляли 0,02 моль/л, а равновесная концентрация HI равна 0,03 моль/л. Дано:
= 
= 0,02 моль/л[HI] = 0,03 моль/л
Найти:
[H2]
[I2]
KC
Решение:
Запишем уравнение реакции и исходные данные:
H2 + I2 ⇄ 2HI
C0 0,02 0,02 0
[C] 0,03
Если в результате реакции образовалось 0,03 моль йодоводорода, то израсходовалось 0,015 моль водорода и йода (0,03 : 2), тогда в момент достижения равновесия концентрация водорода и йода составила:
[H2] = [I2] = 0,02 - 0,015 = 5 × 10-3 (моль/л).
Запишем полученные данные:
H2 + I2 ⇄ 2HI
C0 0,02 0,02 0
[C] 5 × 10-3 5 × 10-3 0,03
убыль 0,015 0,015
Рассчитаем константу равновесия процесса:
Ответ: [H2] = [I2] = 5∙10-3 моль/л, KC = 36.
Пример 7.
При сгорании 1 моля метана выделяется 892 кДж теплоты. Какую массу оксида ртути можно разложить, используя эту теплоту на 50 %? Известно, что при образовании 1 моля оксида ртути из кислорода и ртути выделяется 90,3 кДж.
Дано:
Q1 = 892 кДж/моль
h = 50 %
Q2 = 90,3 кДж/моль
M (HgO) = 216,59 г/моль
Найти:
m (HgO)
Решение:
Запишем реакции сгорания метана:
СН4 +2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж;
и образования оксида ртути:
Hg + ½O2 + HgO + 90,3 кДж.
Рассчитаем количество оксида ртути, которое можно разложить с учетом 50 % использования теплоты первой реакции:
(моль).Тогда m (HgO) = n × M = 4,94 × 216,59 = 1070 (г).
Ответ: m (HgO) = 1070 г.
Пример 8.
Какие химические свойства можно ожидать у известного лекарственного вещества – ацетилсалициловой кислоты (аспирина), имеющей формулу
Напишите уравнения реакций, в которые вступает это соединение. Как можно получить это вещество?
Решение:
Вещество можно получить из о-крезола:
Пример 9.
Расположите по увеличению подвижности атома водорода в функциональной группе следующие соединения: масляный альдегид, масляную кислоту, бутиловый спирт. Сравните подвижность водорода в этих соединениях с подвижностью водорода в бутане и бутинах.
Решение:
| 1 | масляный альдегид |  |
| 2 | масляная кислота |  |
| 3 | бутиловый спирт |  |
| 4 | бутан |  |
| 5 | бутин |  |
Из приведенных формул соединений видно, что подвижность атома водорода в функциональной группе возрастает в соединениях в следующем порядке: бутиловый спирт – масляный альдегид – масляная кислота.
В кислородсодержащих соединениях подвижность водорода выше, чем в бутане и бутинах, при чем для бутинов характерны реакции присоединения по тройной связи.
Пример 10.
Напишите структурные формулы всех изомеров, углеводородов, имеющих состав С4Н8. К каким классам они будут относиться? Предскажите важнейшие реакции этих изомеров.
Решение:
| 1 |  | бутен – 1 |
| 2 |  | цис-бутен - 2 |
| 3 |  | транс-бутен - 2 |
| 4 |  | 2-метилпропен – 1 |
| 5 |  | циклобутан |
| 6 |  | метилциклопропан |
Приведенные изомеры относятся к классу углеводороды: из них первые четыре – это непредельные углеводороды с двойной связью и последние два – это предельные углеводороды с замкнутой (циклической) цепью.
Для непредельных углеводородов характерны следующие реакции:
1. присоединения
2. окисления
3. полимеризации
Циклоалканы по химическим свойствам близки к алканам: горючи, химически малоактивны, атомы водорода замещаются галогенами.
Задачи для самостоятельного решения
Вариант 1
1. При добавлении к раствору нитрата серебра раствора неизвестной соли калия выпал белый творожистый осадок массой 13,4 г. При его прокаливании выделилось 1,12 л (н. у.) ядовитого газа и 10,8 г серебра. О какой соли калия идет речь? Напишите уравнения происходящих реакций.
2. Электролизу подвергнуто соединение МХ металла I группы периодической системы химических элементов. При пропускании электрического тока силой 5 А в течении 10,7 ч на аноде выделяется 2 г газа. Какой это газ? Какими свойствами обладает соединение МХ? Приведите три уравнения его реакций.
3. В кварцевом сосуде объемом 5,0 л (н. у.) находилась смесь водорода и хлора. В течение некоторого времени смесь облучали рассеянным светом, а затем проанализировали на содержание хлороводорода и хлора. В полученной смеси объемная доля хлороводорода составила 25 %, а объемная доля непрореагировавшего хлора – 20 % от исходного количества. Каковы объемные доли (%) компонентов в исходной и конечной смеси?
4. При сжигании 1,64 г некоторого органического вещества А в избытке кислорода было получено 1,12 л углекислого газа, 1,36 мл воды (н. у.) и в трубке для сожжения осталось 1,06 г несгораемого остатка, представляющего собой карбонат натрия. Каким строением может обладать соединение А и как будут окрашены известные вам индикаторы в его водном растворе? Ответ поясните необходимыми уравнениями реакций.
5. Напишите реакции, с помощью которых можно осуществить превращения по схеме Cr2O3 ® K2CrO4 ® K2Cr2O7 ® Cr2(SO4)3.
6. Напишите реакции, с помощью которых можно осуществить превращения по схеме Al ® AlCl3 ® AlO(OH) ® NaAlO2 ® AlCl3.
7. При сжигании 4,2 г вещества было получено 13,2 г углекислого газа и 6,4 мл воды. Плотность паров этого вещества по воздуху при одинаковых условиях равна 2,9. Определите молекулярную формулу неизвестного вещества.
8. Вычислите константу равновесия системы N2 + 3H2 ⇄ 2NH3, если в состоянии равновесия концентрация аммиака составляет 0,4 моль/л, азота 0,03 моль/л, а водорода 0,1 моль/л.
9. Исходя из тепловых эффектов реакций окисления оксида мышьяка As2O3 кислородом и озоном:
As2O3 + O2 = As2O5 + 271 кДж (1)
3As2O3 + 2O3 = 3As2O5 + 1096 кДж (2)
вычислите тепловой эффект реакции образования озона из кислорода.
10. Какими химическими свойствами должен обладать витамин, имеющий следующую структурную формулу:
СН2ОН – СНОН – СНОН – С(ОН) = С(ОН) – СНО?
Напишите уравнения (схемы) его реакций.
11. Как можно объяснить увеличение кислотных свойств фенолов и ослабление основных свойств ароматических аминов по сравнению со спиртами и аминами жирного ряда?
12. Изобразите структурные формулы изомерных соединений состава С5Н10. Сгруппируйте их по отношению к бромной воде. Напишите уравнения протекающих при этом реакций.