Вариант №1 1. С какими из перечисленных веществ будет реагировать уксусная кислота: а) цинк; б) оксид серы (IV); в) гидроксид калия; г) оксид натрия; д) вода. Запишите соответствующие реакции в ионном виде и назовите органические вещества.
2. Для вещества C5H11COOH запишите все возможные изомеры (карбоновых кислот и сложных эфиров) и дайте им названия.
3. Осуществите превращения, укажите тип и условия протекания реакций.
AL3C4 CH4 C2H2 CH3 COH CH3 COOH (CH3-COO)2Ca
4. С качественных реакций распознайте следующие вещества:
этанол, этаналь, этановую кислоту.
Задачи
1. При сжигании органического вещества массой 3,1 г, плотность паров которого по водороду составляет 15,5, образуется вода массой 4,5 г, оксид углерода (IV) массой 4,4 г и азот массой 1,4 г. Определите молекулярную формулу данного вещества.
2. Какая масса оксида меди (I) образуется при нагревании раствора этаналя массой 55 г, в котором массовая доля этаналя составляет 40%, с гидроксидом меди массой 23 г. Массовая доля выхода оксида меди (I) составляет 80%
Zn + 2CH3COOH -> Zn(CH3COO)2 + H2↑
В результате реакции образуется ацетат цинка и выделяется молекулярный водород.
2. Для вещества C5H11COOH все возможные изомеры (карбоновых кислот и сложных эфиров) и их названия:
a) Пентановая кислота
b) 2-метилбутановая кислота
c) 3-метилбутановая кислота
d) 2,2-диметилпропановая кислота
e) 2-этилпропановая кислота
f) 3-этилбутановая кислота
g) 2,2-диметилбутановая кислота
h) 3,3-диметилбутановая кислота
i) 2,2-диэтилпропановая кислота
3. Осуществим превращения для предложенных веществ:
а) AL3C4 - пропан
b) CH4 - метод прямого превращения необходимо воспользоваться методом Гора-Энгеляхауса: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
c) C2H2 - потребуется взаимодействие хлороводорода (HCl): C2H2 + 2HCl -> C2H4 + 2ClH
d) CH3COH - окисление этилового спирта до этаналь: CH3COH + [O] -> CH3CHO + H2O
e) CH3COOH - ацетат кальция C2H4O2Ca
4. С помощью качественных реакций определим следующие вещества:
- этанол: среда проводимости, окислительное действие хромовой кислоты (VI)
- этаналь: окислительное действие серной кислоты,
- этановая кислота: щелочная реакция, газообразные продукты при реакции с гидроксидом натрия.
Задачи:
1. Составим уравнение реакции сжигания органического вещества:
C5H11COOH + 8O2 -> 6H2O + 5CO2 + 11/2N2
Из данного уравнения видно, что для сгорания 1 молекулы органического вещества необходимо 8 молекул кислорода и образуется 5 молекул CO2, 6 молекул H2O и 11/2 молекул N2. Масса CO2 равна 5 молям умноженным на молекулярную массу CO2, масса H2O равна 6 молям умноженным на молекулярную массу H2O и масса N2 равна 11/2 молям умноженным на молекулярную массу N2. Зная массу воды, оксида углерода и азота, мы можем рассчитать их мольные массы, подставить значения с периодической таблицы элементов и составить уравнение:
Масса воды = 4,5 г
Масса CO2 = 4,4 г
Масса N2 = 1,4 г
Рассчитаем количество молей воды, оксида углерода и азота:
моль H2O = масса H2O / молярная масса H2O
моль CO2 = масса CO2 / молярная масса CO2
моль N2 = масса N2 / молярная масса N2
Подставим значения массы и молярной массы:
моль H2O = 4,5 г / 18 г/моль = 0,25 моль
моль CO2 = 4,4 г / 44 г/моль = 0,1 моль
моль N2 = 1,4 г / 28 г/моль = 0,05 моль
Из уравнения реакции видно, что соотношение между молекулами воды, оксида углерода и азота составляет 6:5:11/2, а значит, мы можем выразить количество молекул H2O, CO2 и N2 через x:
0,25 = 6x
0,1 = 5x
0,05 = (11/2)x
Решим данную систему уравнений для x:
x = 0,04167
Значение x означает, что 1 моль органического вещества дает 0,04167 моль H2O, 0,04167 моль CO2 и 0,04167 моль N2. Рассчитаем мольную массу данного вещества:
масса органического вещества = моль H2O * молярная масса H2O + моль CO2 * молярная масса CO2 + моль N2 * молярная масса N2
Подставим значения и рассчитаем:
масса органического вещества = 0,04167 моль * (18 г/моль + 0,1 моль * 44 г/моль + 0,04167 моль * 28 г/моль = 0,8087 г/моль
Молекулярная формула данного вещества выражается через самое малое целое отношение числа атомов каждого элемента:
C5H11COOH = (0,8087 г/моль / 3,1 г) * C5H11COOH
Упростим выражение:
C5H11COOH = 0,26 C5H11COOH
Таким образом, молекулярная формула данного вещества C5H11COOH.
2. Найдем количество массы оксида меди(I), образующегося при реакции:
Масса этаналя = 55 г * 0,4 = 22 г
Масса гидроксида меди = 23 г
Масса оксида меди(I) = ?
Моль гидроксида меди = масса гидроксида меди / молярная масса CuOH
Моль гидроксида меди = 23 г / (63,5 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль) = 0,23 моль
Масса оксида меди(I) = моль гидроксида меди * молярная масса Cu2O
Масса оксида меди(I) = 0,23 моль * (2 * 63,5 г/моль + 16 г/моль) = 30,05 г
Учитывая, что массовая доля выхода оксида меди(I) составляет 80%, мы можем рассчитать полную массу оксида меди(I) по массе, найденной ранее:
Масса оксида меди(I) = 30,05 г / 0,8 = 37,56 г
Таким образом, масса оксида меди(I), образующегося при реакции, составляет 37,56 г.