Третий международный творческий конкурс «Золотая осень» для детей, педагогов и воспитателей

 

Решение расчетных задач на нахождение молекулярной формулы вещества

 

Гречушкина Татьяна Темировна, учитель химии, высшая квалификационная категория высшего уровня, КГУ «Средняя общеобразовательная школа № 85 города Караганды», город Караганда

Гречушкина Татьяна Темировна

Решение расчётных задач занимает важное место в изучении основ химической науки. С задачами на вывод химической формулы вещества учащиеся встречаются при прохождении программы химии с 8 по 11 классы, эти задачи всегда есть в тестах ЕНТ. В данной разработке предлагаются разные способы решения задач на нахождение формулы вещества на основании его плотности, массовой доли химических элементов в веществе и по продуктам сгорания.

I тип задач

Определение молекулярной формулы вещества на основании результатов количественного анализа (массовой доли) и относительной плотности.

Задача. Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержание углерода в котором 80%, а водорода — 20%, относительная плотность по водороду равна 15.

Дано:    Решение:
1-ый способ

W(С)=80%

W(Н)=20%

D(Н2)=15

____________

1.Определяем Mr вещества:

D(Н2)= Mr вещ-ва / Mr (Н2)   

Mr вещ-ва = D(Н2)* Mr (Н2);

Mr вещ-ва = 15*2=30

Молекулярная

Формула - ?

2.Определяем, сколько по массе приходиться на углерод:

  30 – 100%
  х –  80% ;    х= 24 (С).

3.Определяем, сколько по массе приходится на водород:

 m(С)= 30 – 24 = 6.

4.Определяем число атомов углерода и водорода в данном веществе:

 n (С) = 24 /12 = 2 атома;

 n (Н) = 6/1 = 6 атомов.

 Формула вещества С2Н6.

2-ой способ

1. Mr вещ-ва =15*2=30.

2.Переходим от массовых долей к мольным долям. Для этого массовые доли надо разделить на относительную атомную массу.

                                               v мольная доля = w%/Аr

Найдем мольные доли углерода и водорода.

Обозначим:

х – число мольных долей углерода;

у – число мольных долей водорода.

                                               х:у = 80/12 : 20/1 = 6,7 : 20

Наименьшее число принимаем за 1, а остальные числа делим на наименьшее. При этом получается:

1 : 3, значит, простейшая формула СН3. Составляем уравнение и определяем истинную формулу:

12n + 3n = 30, 15n = 30, n =2, тогда истинная формула С2Н6.

3-ий способ

Можно сразу определить число атомов элементов, входящих в состав вещества по формуле

 n= w*Mr / Аr, но при этом должна быть известна Mr .

1. Mr = 15*2=30

2. n (С)= 0,8*30/12= 2 атома;

    n (Н)=0,2*30/1 = 6 атомов.

Значит, формула  С2Н6

II тип задач

Определение молекулярной формулы вещества на основании продуктов сгорания и относительной плотности.

Задача. При сгорании 1,3 г вещества образуется 4,4 г оксида углерода(IV) и 0,9 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 39. Определить молекулярную формулу данного вещества.

Дано:    Решение:
1-ый способ

m(в-ва) =3,9 г                   

m(CО2) = 13,2

m(Н2О)= 2,7 г    

D(Н2)=  39  

 __ __________

1. Mr(в-ва) = 39*2 = 78  

2. Определяем массу углерода по оксиду углерода (IV). 

M(CО2) = 44г/моль, m(CО2)= 44 г.

В 44 г (CО2) содержится 12 г (С),

а в 13,2 г (CО2) – х г (С); х=3,6 г.

Молекулярная   

Формула - ?   

Определяем массу водорода по воде

  М(Н2О) = 18 г/моль, m(Н2О) = 18 г.

В 18 г (Н2О) – 2 г (Н),
    а в 2,7 г (Н2О) – у г(Н); у = 0,3 г (Н).

3.Определяем,есть ли в веществе кислород m(С) +m (Н) = 3,6+0,3=3,9 г. Значит, кислорода нет.

4.Определяем отношение атомов.

Пусть х –число атомов углерода, у – число атомов водорода

х : у= 3,6/12 : 0,3/1 = 0,3 : 0,3 = 1: 1.

Простейшая формула СН, но т.к. Mr(вещества )= 78, то составляем уравнение:

12 * 1n + 1n  = 78

13n = 78

n = 6

Тогда истинная формула вещества С6Н6.

2-ой способ

1. Mr(в-ва) = 39*2 = 78

2. Массу углерода определяют по массе оксида углерода (IV), а массу водорода – по массе воды.

Для определения количество вещества оксида углерода (IV) и количество вещества воды, а по ним

v(C) и v(Н):

а) М(CО2) = 44 г/моль

    M(Н2О) =18 г/моль

v = m\М

v(С) = v(CО2)= 13,2 г/44 г/моль

v(Н) = 2v(Н2О)= 2*2,7 г/18 г/моль;

б) определяем массы углерода и водорода:

m = М* v

m(С) = 12* 0,3 = 3,6 г

m(Н) = 1* 0,3= 0,3 г

3.Определяем, есть ли в веществе кислород:

m(С) + m(Н) = 3,6 + 0,3= 3,9 г.

Значит, кислорода нет.

4. Находим соотношение атомов углерода и водорода

v(С) : v(Н) = 0,3: 0,3= 1:1.

Простейшая формула вещества СН.

5. Определяем истинную формулу вещества:

12* 1 n  + 1 n = 78

13 n  = 78

n = 6.

Истинная формула С6Н6.

Учащиеся выбирают для себя наиболее приемлемый способ решения подобных задач.

Список используемой литературы

1.Брейгер Л.М. Издательство «Учитель». В.,2000 г.

2.Сборник тестов по химии/Учебно-методическое пособие. Астана: РГКП,2007.

Категория: