Элективный курс для учащихся 10-х классов "Решение задач по органической химии повышенного уровня сложности"

n(CO2)=268,8:22,4=12(моль); n(C)= n(CO2)=12(моль); m(C)=12.12=144(г);

n(H2O)=216:18=12(моль); n(H)=2n(H2O)=24(моль);m(H)=24.1=24(г);

m(O)=m(смеси)-m(C)-m(O)=168-144-24=0(г) => CxHY

n(C):n(H)=12:24=1:2 => CH2- простейшая формула;

М(в-ва)= DH2(в-ва).2=42.2=84(г/моль)

n (12+2)=84, n=6 => C6H12-истинная формула

Задание: составить и решить задачу зная, что в реакцию

горения вступает 13,8г (0,3 моль) этанола.

Тема 4. Газовые законы в уравнениях реакций. Задачи на «избыток-недостаток».

Основные понятия, законы и формулы: закон сохранения массы веществ, закон Авагадро и следствия из него, нормальные условия, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.

На основе уравнения вычисляем сколько г и л углекислого газа образуется при полном сгорании 22,4л этана (88г; 44,8л). Приходим к выводу, что при неизменном давлении и температуре объёмы реагирующих и образующихся газов относятся между собой как коэффициенты в уравнении реакции.

2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.

Вычисляем сколько г и л углекислого газа образуется, если для реакции дана смесь из 60г этана и 224л кислорода. В данном случае можно подсчитать

количество молей двух реагирующих веществ. Если исходные вещества взяты в стехиометрическом соотношении (т.е. без избытка-недостатка), то количества

их молей должны относиться как 2 к 7. Если же какого-либо вещества больше, то оно находится в избытке и прореагирует не полностью, тогда расчет надо вести по тому веществу, которое находится в недостатке и прореагирует полностью.

Решение:

n(C2H6)=m/M=60:30=2(моль); n(O2)=V/Vm=224:22,4=10(моль).

по условию:2 моль 10 моль х моль

2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.

по уравнению: 2 моль7моль 4моль

Чтобы узнать что в недостатке обозначаем одно из данных за y и находим неизвестное.

по условию:y моль 10 моль

2 C2H6 + 7 O2 à 4 CO2 + 6 H2O.

по уравнению: 2 моль7моль

=> y=2.10:7=2,86(моль)- надо этана для реакции с 10 моль кислорода, а дали только 2 моль => этан в недостатке, расчеты делаем по нему.

х=2.4:2=4(моль); m(C2H6)=4.30=120(г); V(C2H6)=4.22,4=89,6(л).

После совместного решения ученики составляют самостоятельно условие задачи на избыток-недостаток, используя любое уравнение реакции этерификации, и решают её.

Решаем задачу:

Объем смеси метана с кислородом при н.у. равен 100 мл. После сгорания всего метана за счет находившегося в смеси кислорода и приведения к н.у. получено 50 мл новой газовой смеси. Определите объемы газов в смеси до реакции.

Решение:

CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O(ж)

Пусть х мл метана было в смеси, тогда кислорода (100-х)мл,

(100-х)-2х+х=50,х=25(мл) => V(CH4)=25 мл, V(O2)=75 мл.

Проверяем:по условию 25 мл 75 мл-избыток

CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O(ж)

по уравнению 1 мл2 мл 1 мл

V(смеси после р-ции)= V(смеси до р-ции) - V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=100-25-50+25=50(мл).

Составляем подобную задачу, включая в условие газовые законы.

Возьмем смесь, состоящую из 15л этана, 5л этена и 20л водорода.

по условию5л20л15л

C2H4+H2 à C2H6 ; C2H6- не вз-ет.

по уравнению 1л 1л 1л

V(смеси после р-ции)= V(смеси до р-ции) - V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=40-5-5+5=35(л).

Пусть конечный объем смеси будет измерен при 270С и 0,5 атм.

Р0V0/T0=PV/T => V=P0V0T/T0P=1. 35.(27+273)/273.0.5=76,92(л);

Составляем условие задачи: к смеси этана и этена объемом 20л добавили столько же водорода. После реакции объем газовой смеси при 270С и 0,5 атм составил 76,92л. Определите объемы газов в смеси до реакции.

Решение: Пусть в исходной смеси было х л этена, тогда этана (20-х) л.

Вычисляем объем полученной после реакции смеси при н.у.:

Р0V0/T0=PV/T => V=PVT0/TP0=0,5.76,92.273/.(27+273).1=35(л).

C2H4+H2 à C2H6 ; C2H6- не вз-ет.