Смесь н пропилового спирта и уксусной кислоты обработана избытком металлического цинка
Обновлено: 18.05.2024
2. Для определения массовой доли оксида кальция в смеси его с карбонатом кальция образец смеси массой 0,8 г обработали избытком раствора соляной кислоты. В результате выделился газ объемом 112 мл (н.у.). Определите массовую долю оксида кальция в смеси. Ответ: 37,5 %.
3. В сосуде находится смесь водорода и кислорода объемом 25 мл. В результате реакции между компонентами остался непрореагировавшим кислород объемом 7 мл. Определите объемную долю кислорода в исходной смеси. Ответ: 52 %.
4. Смесь порошков меди и оксида меди обработали концентрированной азотной кислотой. При этом выделилось 1,12 л газа. Раствор после полного растворения смеси выпарили досуха, прокалили. Масса полученного остатка составила 4 г. Определите массовую долю меди в смеси. Ответ: 44,44 %.
5. При гидрировании бутадиена-1,3 массой 8,1 г получили смесь бутана и бутена-2. При пропускании этой смеси через раствор брома образовался 2,3-дибромбутан массой 10,8 г. Определите массовые доли углеводородов в смеси. Ответ: 32.56%, 67,44%.
6. Газом, выделившимся при обработке 100 г сплава меди с цинком избытком соляной кислоты, при нагревании полностью восстановили оксид железа (Ш); при этом вес оксида железа ( III ) уменьшился на 9,6 г. Определите массовые доли металлов в сплаве Ответ: 39 %,61 %.
7. На нейтрализацию смеси фенола и этанола затратили раствор объемом 50 мл с массовой долей гидроксида натрия 20 % (плотность раствора 1,2 г/мл). Такая же масса смеси прореагировала с металлическим натрием массой 9,2 г. Определите массовые доли фенола и этанола в смеси. Ответ: 86 %, 14 %.
8. На смесь меди и оксида меди ( II ) массой 75 г подействовали избытком концентрированной азотной кислоты. При этом образовался газ объемом 26,88 л (н.у.). Определите массовую долю оксида меди ( II ) в исходной смеси. Отв.: 48,8 %.
9. Смесь метана и этилена объемом 400 мл (н.у.) обесцветила бромную воду с массовой долей брома 3,2 % массой 40 г. Определите объемную долю этилена в смеси. Ответ: 44.8 %.
10. На смесь сульфида цинка, хлорида натрия и карбоната кальция массой 80 г подействовали избытком соляной кислоты. При этом образовалось смесь газов объемом 13,44 л (н.у.). При взаимодействии этой газовой смеси с избытком оксида серы ( IV ) образовалось твердое вещество массой 19,2 г. Определите массовые доли веществ в исходной смеси. Ответ: 48,5 %, 25 %, 26,5 %.
11. 13,5 г смеси трех металлов обработали избытком раствора щелочи, при этом выделилось 2,24 л газа (н.у.). Нерастворившийся остаток массой 6,96 г обработали соляной кислотой, при этом, выделилось 1,008 л газа ъ 4,44 г нерастворившегося остатка, который прореагировал с горячей концентрированной серной кислоты с выделением 1,568 л газа. Определите металлы, если известно, что все они окисляются до степени окисления +2.
12. 10 г смеси, состоящей из уксусной кислоты, этанола и ацетальдегида обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра, при этом образовался металлический осадок массой 6,48 г. На нейтрализацию образца такой же массы потребовался раствор КОН объемом 14 мл с массовой долей 30 % и плотностью 1,33 г/мл. Определите массовые доли всех компонентов в смеси. Ответ: 13,2 %, 26,8 %, 60 %.
13. При обработке 19,2 г смеси железа и цинка соляной кислотой выделилось 7,2 л водорода (н.у.). Определить массовые доли железа и цинка в смеси.
Ответ: 47,4 % и 52,6 %.
14. 2,45 г смеси хлоридов калия и натрия растворили в воде. Затем подействовали раствором нитрата серебра, при этом выделился осадок массой 5,7 г. Определить массы и массовые доли хлоридов калия и натрия. Ответ: 24 %, 76 %; 0,588 г и 1,862 г.
15. При растворении 10,6 г смеси металлов натрия и кальция в воде выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите массу натрия и его массовую долю в смеси. Ответ: 4,6 г; 43,4%.
16. В смесь этанола и пропанола массой 13,6 г поместили избыток металлического натрия, при этом выделилось 2,8 л (н.у.). Определить состав исходной смеси в граммах. Ответ: 4,6 г, 9 г.
17. Для реакции 7,8 г магния и алюминия с соляной кислотой потребовалось 278,9 мл 10%-ного раствора соляной кислоты (плотность 1,047г/мл). Определите объем (при н.у.) этилена, который может быть прореагирован выделившимся при этом водородом. Ответ: 8,96 л.
18. При хлорировании 10,4 г смеси железа и магния израсходовано 7,84 л хлора (н.у.). Полученную смесь растворили в воде. Определите, какой объем 40%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,43 г/мл) потребуется для полного осаждения гидроксидов металлов из этого раствора. Ответ: 49 мл.
19. 27,2 г смеси карбида кальция и алюминия обработали кислотой, получили 11,2 л смеси газов (при н.у.). Определите объемную долю метана в смеси. Ответ: 60 %
20. 146 г смеси карбоната и гидрокарбоната подвергли нагреванию до тех пор, пока не прекратилось уменьшение массы. После охлаждения твердого остатка его масса оказалась равной 137 г. Определите массовую долю карбоната натрия в смеси. Ответ: 83,3 %.
21. 33,6 л смеси оксида углерода ( II ) и оксида углерода ( IV ) имеют массу 54 г. Определите массовые доли компонентов в смеси. Ответ: 39 % и 61 %.
22. Имеется смесь метана и кислорода плотностью 1 г/л (н.у.). Определите объемные доли газов в смеси. Ответ: 0,6 и 0,4.
23. При обработке избытком водного раствора гидроксида натрия 1,46 г смеси порошка, состоящего из алюминия и натрия, выделилось 1,12 л газа. Определите количество моль каждого металла в смеси. Ответ: 0,04: 0,02.
24. Определите состав (в объемных долях) смеси сероводорода и кислорода, если при сжигании ее было получено 200 мл оксида серы (IV), и 40 мл кислорода не вступило в реакцию . Ответ: 37% и 63%
25. Через избыток известковой воды был пропущен 1 л смеси СО и СО2 при н.у. Выпавший при этом осадок был отфильтрован, высушен и взвешен. Его масса оказалась равной 2,45 г. Определите состав газовой смеси в объемных процессах. Ответ: 54,88% и 45,12%
1. В результате полного восстановления 30,4 г смеси монооксида железа FeO и триоксида дижелеза Fe2O3 избытком CO было получено 11,2 л (н. у.) углекислого газа. Определите массовую долю монооксида железа в смеси. Ответ: 47,37%.
2. Смесь муравьиной и уксусной кислот была поделена на 2 равные части. Одна часть смеси при взаимодействии с магнием выделила 5,6 л водорода, а другая была сожжена. Продукты ее сгорания были пропущены в избыток раствора известковой воды. Масса выпавшего при этом осадка составила 80 г. Определите состав исходного раствора (в мольных долях) и его массу. Ответ: 54,4 г.
3. При сжигании 2,48 г смеси пропана, пропена, пропина образовалось 4,03 л углекислого газа (н.у.). Сколько граммов воды получилось при этом? Ответ: 2,88 г.
4. 100 г. смeси кaрбоната и сульфaта бaрия обрaботали избыткoм сoляной кислoты. В результaте выделилoсь 8 литрoв гaза. Oпредeлить прoцeнтный состaв смeси.
5. При обработке кислотой 9.92 г смеси карбидов Ca и Al образуется 4.48 л (н.у) смеси газов. Определите состав смеси карбидов (в % по массе)
6. Смесь кремния, цинка и магния массой 31,4 г обработали раствором соляной кислоты, в результате реакции образовалось 11,2 л (н. у.) водорода. Затем такое же количество смеси подвергли взаимодействию с раствором гидроксида натрия – выделилось 22,4 л (н. у.) водорода. Определите массовые доли веществ в смеси. Ответ: ω (Zn) = 41,4 %, ω(Mg) = 22,9 %, ω(Si) = 35,7 %.
7. При восстановлении водородом смеси оксида железа ( II ) и оксида железа ( III ) массой 148 г получили железо массой 112 г. Определите массы каждого из оксидов в смеси.
8. К смеси порошков алюминия и железа массой 8 грамм добавили избыток раствора соляной кислоты. При этом выделился газ объемом 4,48 л (н.у.). Сколько граммов алюминия и железа было в исходной смеси?
9. В раствор, содержащий 15,9 г смеси сульфатов калия и магния, прибавили избыток хлорида бария, в результате чего образовалось 25,63 сульфата бария. Определите массовую долю K2SO4 и MgSO4 в исходной смеси. х=8,74 г K2SO4; у=7,16 г MgSO4
Дидактический материал по теме: "Решение расчетных задач на азотосодержащие вещества"
Предлагаемый дидактический материал может быть использован на уроках химии и во внеурочных или кружковых занятиях, как самостоятельный инструментарий, так и может быть интерпретирован и включен в другие разработки. Материал может быть использован на второй и третьей ступени обучения, как на базовых, так и на профильных занятиях.
РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ «АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА» З а д а ч а 1. Смесь бензола и циклогексана подвергли дегидрированию; при этом выделился водород, достаточный для полного восстановления 24,6 г нитробензола. Образовавшийся в ходе реакции бензол и исходный бензол были обработаны хлором при освещении. Найти массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси, если масса продукта хлорирования бензола увеличилась на 85,2 г. Решение. + 3H2 + 3H2 + 2H2O + 2Cl2 М(нитробензола) = 123 г/моль; М(циклогексана) = 84 г/моль. М(Cl2) = 71 г/моль; М(бензола) = 78 г/моль. (1) (2) (3) 6,24 1) Для восстановления нитробензола ν = 123 = 0,2 моль потребуется 0,6 моль Н2 (уравнение (2)); такое же количество водорода выделяется при дегидрировании циклогексана (уравнение (1)). Значит, циклогексана было 0,2 моль, или 0,2 ∙ 84 = 16,6 г. 2,85 2) 85,2 г хлора составляет 71 = 1,2 моль. Значит, бензола прореагировало 0,4 моль (уравнение (3)), причем бензола образовалось 0,2 моль (уравнение (1)), а 0,2 моль бензола было в первоначальной смеси: 0,2 ∙ 78 = 15,8 г. Т. е. исходная смесь содержит циклогексана. 100 6,15 8,16 6,15 ≈ 48 % бензола и 100 8,16 8,16 6,15 52≈ % Ответ: ω(бензола) = 48 %; ω(циклогексана) = 52 %. З а д а ч а 2. При сжигании бензола и анилина образовалось 6,94 л газообразных продуктов, при пропускании которых через избыток водного раствора КОН им поглотилось 224 мл газа. Найти массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси. Решение. C6H6 + 7,5O2 6CO2 + 3H2O 2C6H5NH2 + 15,5O2 12CO2 + 7H2O + N2 CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O (1) (2) (3) M(C6H5NH2) = 93 г/моль; М(C6H6) = 78 г/моль. При сжигании смеси образовались СО2 и N2 объемом 6,94 л (уравнение (1) и (2)). Из них СО2 поглотился КОН (уравнение (3)). Оставшийся газ N2 количеством вещества (уравнение (2)), или 0,02 ∙ 93 = 1,86 г. 224 ,0 л 22,4 / л моль = 0,01 моль соответствует 0,02 моль анилина На долю СО2 приходится 6,94 л – 0,224 л = 6,72 л, или = 0,3 моль. Из них 0,02 ∙ 6 = 0,12 моль СО2 образовалось из анилина (уравнение (2)), а 0,3 – 0,12 = 0,18 моль СО2 – из бензола (уравнение (1)), которого в л72,6 22,4 л / моль 0,18 смеси было 6 = 0,03 моль, или 0,03 ∙ 78 = 2,34 г. Таким образом, исходная смесь состоит из 1,86 100 2,34 1,86 44≈ % анилина и 56 % бензола. Ответ: ω(C6H6) = 56 %; ω(C6H5NH2) = 44 %. З а д а ч а 3. При обработке 4,02 г смеси нитробензола и анилина сухим газообразным HCl выделилось 3,9 г осадка. Какая минимальная масса цинка и какой минимальный объем 10%ной соляной кислоты (ρ = 1,05 г/мл) потребуются для полного восстановления этой смеси? (Все реакции идут количественно.) Решение. + HCl + 3H2 + 2H2O Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 M(C6H5NH3Cl) = 129,5 г/моль; М(C6H5NH2) = 93 г/моль. (1) (2) (3) M(C6H5NO2) = 123 г/моль; М(Zn) = 65 г/моль. M(HCl) = 36,5 г/моль. г9,3 /г5,129 моль 3,9 г осадка составляют = 0,03 моль гидрохлорида анилина. Значит, анилина было взято также 0,03 моль, или 0,03 ∙ 93 = 2,79 г (уравнение (1)). Следовательно, нитробензола в исходной смеси было 4,02 г – 2,79 г = 1,23 г, или 0,01 моль. Для его восстановления по уравнению (2) необходимо 0,03 моль водорода. Для этого цинка потребуется 0,03 ∙ 65 = 1,95 г, а соляной кислоты 0,03 ∙ 36,5 ∙ 2 = 2,19 г, или соляной кислоты. 100 19,2 05,110 = 20,86 мл 10%ного раствора Ответ: V(раствора HCl) = 20,86 мл; m(Zn) = 1,95 г. З а д а ч а 4. Сколько потребуется бензола для получения 17,4 г гидробромида анилина в три стадии синтеза, если выход на последней стадии количественный, а на двух предыдущих по 50 %? Решение. + HNO3 + H2O + 3H2 + 2H2O + HBr (1) (2) (3) M(C6H5NH3Br) = 174 г/моль; М(C6H6) = 78 г/моль. 17,4 г гидробромида анилина составляют 0,1 моль. Для его получения потребуется 0,1 моль анилина (уравнение (3)). В свою очередь, это количество анилина получится из 0,2 моль нитробензола (уравнение (2)), так как выход на этой стадии 50 %. Бензола потребуется 0,4 моль (уравнение (1)); выход на этой стадии тоже 50 %. Следовательно, бензола потребуется 0,4 ∙ 78 = 31,2 г. Ответ: m(C6H6) = 31,2 г. З а д а ч а 5. При сжигании бензола и анилина образовалось 6,94 л газообразных продуктов, при пропускании которых в избыток баритовой воды образовалось 59,4 г осадка. Найти массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси. Решение. C6H6 + 7,5O2 6CO2 + 3H2O (1) 2C6H5NH2 + 15,5O2 12CO2 + 7H2O + N2 CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O M(BaCO3) = 197 г/моль; М(C6H5NH2) = 93 г/моль. М(C6H6) = 78 г/моль. (2) (3) г4,59 /г моль 197 59,4 г осадка BaCO3 составляют = 0,3 моль, что по уравнению (3) соответствует 0,3 моль СО2, или 6,72 л. На долю N2 приходится 6,94 л – 6,72 л = 0,22 л, или 0,01 моль. Это соответствует 0,02 моль анилина, или 0,02 ∙ 6 = 0,12 моль СО2 (уравнение (2)); при сгорании бензола образовалось 0,3 – 0,12 = 18,0 0,18 моль СО2, что соответствует 6 = 0,03 моль бензола, или 0,03 ∙ 78 = 34,2 100 34,2 86,1 2,34 г. Исходная смесь состоит из = 56 % бензола и 44 % анилина. Ответ: ω(C6H6) = 56 %; ω(C6H5NH2) = 44 %. З а д а ч а 6. Какая масса бензола потребуется для получения трехстадийным синтезом 33 г 2,4,6триброманилина, если известно, что выход на последней стадии количественный, а на предыдущих – по 50 %? Решение. + HNO3 + H2O + 3H2 + 2H2O + 3Br2 + 3HBr (1) (2) (3) 33 г триброманилина (М = 331 г/моль) составляют 0,1 моль и, по уравнению (3), анилина для такой реакции нужно тоже 0,1 моль. Последний получается из 0,2 моль нитробензола, так как выход 50 %, а на получение 0,2 моль нитробензола нужно 0,4 моль бензола; выход также 50 %. Бензола (М = 78 г/моль) необходимо взять 0,4 ∙ 78 = 31,2 г. Ответ: m(C6H6) = 31,2 г. З а д а ч а 7. Какая масса этанола потребуется для получения 18,6 г анилина, если известно, что на стадии получения бензола выход 30 %, остальные стадии проходят с выходом 80 %? Решение. Из этилового спирта можно получить ацетилен по трем схемам: 1. C2H5OH CH2 = CH2 CH2Br – CH2Br CH CH≡ (1) 2. C2H5OH CH3 CH4 CH CH3 CH≡ 3. C2H5OH CH2 = CH2 CH CH≡ Схема синтеза анилина из ацетилена: 3CH CH ≡ (2) (3) M(C6H5NH2) = 93 г/моль; М(C2H5ОH) = 46 г/моль. Используем (1) и (2) схемы, они включают 6 стадий. 18,6 г анилина – это 0,2 моль. При количественном выходе 0,2 моль анилина должно получиться из 0,6 моль этанола. В действительности, учитывая выходы шестистадийного синтеза, для получения 0,2 моль анилина потребуется этанола, или m = 6,1 ∙ 46 = = 280,6 г. Ответ: m(этанола) = 280,6 г. 6,0 8,08,03,08,08,08,0 = 6,1 моль З а д а ч а 8. В смесь бензола, толуола и анилина пропустили сухой газообразный HCl. При этом выделилось 3,89 г осадка, который отфильтровали. Бензольный фильтрат, промытый небольшим количеством воды от остатков HCl, обработали 10%ным водным раствором NaOH (ρ = 1,11 г/мл), которого пошло на реакцию 7,2 мл. Найти массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси, если при сжигании такого же ее количества должно образоваться 20,5 л газообразных продуктов. Решение. + HCl + NaOH + H2O 2C6H5NH2 + 15,5O2 12CO2 + 7H2O + N2 C6H5OH + 7O2 6CO2 + 3H2O C6H6 + 7,5O2 6CO2 + 3H2O M(C6H5NH3Cl) = 129,5 г/моль; М(C6H5NH2) = 93 г/моль. М(C6H5ОH) = 94 г/моль; М(C6H6) = 78 г/моль. М(NaOH) = 40 г/моль. г89,3 (1) (2) (3) (4) (5) 1) 3,89 г осадка гидрохлорида анилина составляет = = 0,03 моль. Значит, анилина в исходной смеси содержится также 0,03 моль, или 0,03 ∙ 93 = /г5,129 моль 2,79 г. На реакцию с фенолом пошло уравнению (2) в смеси содержится 0,02 моль фенола, или 0,02 ∙ 94 = 1,88 г. = 0,02 моль NaOH, то есть по 10 11,12,7 40 100 2) При сжигании смеси должно выделиться 20,5 л газов СО2 и N2. При сожжении 0,03 моль анилина должно образоваться 0,015 моль азота, или 0,015 ∙ 22,4 = 0,34 л (уравнение (3)). Значит, на долю СО2 приходится (20,5 – 0,34) л л16,20 /г5,129 моль = = 0,9 моль СО2. Из них 0,18 моль образовалось из = 20,16 л или анилина (уравнение (3)), 0,12 моль – из фенола (уравнение (4)) и 0,9 – 0,18 – 0,12 = = 0,6 моль – из бензола, которого в смеси, согласно уравнению (5), будет 0,1 моль, или 7,8 г. Таким образом, исходная смесь содержит 88,1 88,1 100 79,28,7 79,2 100 79,28,7 = 62,5 % бензола, 8,7 = 22 % анилина и 15,5 % фенола. Ответ: ω(C6H5ОH) = 15,5 %; ω(C6H6) = 62,5 %; ω(C6H5NH2) = = 22 %. З а д а ч а 9. Для взаимодействия 38,7 г смеси бензойной кислоты с сульфатом первичного амина (R–NH2 ∙ H2SO4) потребовалось 144 мл 10%ного водного раствора NaOH (ρ = 1,1 г/моль). Определить, сульфат какого амина находился в смеси, если известно, что при обработке такой же массы исходной смеси избытком водного раствора BaCl2 выделяется 23,3 г осадка. Решение. R – NH2 ∙ H2SO4 + 2NaOH R – NH2 + H2SO4 + 2H2O (1) + NaOH + H2O R – NH2 ∙ H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + R – NH2 ∙ HCl + HCl M(NaOH) = 40 г/моль; M(BaSO4) = 233 г/моль. M(C6H5COOH) = 122 г/моль. (2) (3) 144 г 10%ного раствора NaOH составляют = 0,4 моль, которые пошли на нейтрализацию бензойной кислоты (уравнение (2)) и H2SO4, входящей в состав сульфата амина (уравнение (1)). 23,3 г осадка BaSO4 144 11,1 10 100 40 г3,23 г/моль 233 составляют = 0,1 моль, и, согласно уравнению (3), сульфата амина было тоже 0,1 моль; тогда на его нейтрализацию пошло 0,2 моль NaOH (уравнение (1)), а на нейтрализацию бензойной кислоты также пошло 0,4 – 0,2 = 0,2 моль NaOH (уравнение (2)). По уравнению (2) бензойной кислоты – 0,2 моль, или 0,2 ∙ 122 = 24,4 г. Общая масса бензойной кислоты и H2SO4, входящей в состав сульфата амина, составляет 24,4 + 98 ∙ 0,1 = 34,2 г. На долю амина в исходной смеси остается 38,7 – 34,2 = 4,5 г, то есть 0,1 моль, откуда молярная масса амина 45 г/моль. На долю группы –NH2 приходится 16 г/моль, на долю радикала (45 – 16) = 29 г/моль, значит, радикал –С2Н5. Полная формула сульфата амина: С2Н5–NH2 ∙ H2SO4. Ответ: С2Н5–NH2 ∙ H2SO4. З а д а ч а 10. При получении анилина восстановлением нитробензола реакция прошла недостаточно полно. Отогнанный с паром анилин оказался загрязненным нитробензолом. 1/25 часть полученного анилина сожгли, газообразные продукты реакции поглотили избытком водного раствора КОН. При этом не поглотилось 0,448 л газа. Такую же часть полученного анилина обработали 25 мл 20%ного раствора H2SO4 (ρ = 1,14 г/мл), при этом образовалось 6,88 г осадка. Сколько получили анилина и какая массовая доля (ω %) нитробензола оказалась в нем? Решение. 2C6H5NO2 + 12,5O2 12CO2 + 5H2O + N2 2C6H5NO2 + 15,5O2 12CO2 + 7H2O + N2 C6H5 – NH2 + H2SO4 C6H5NH2 ∙ H2SO4 M(H2SO4) = 98 г/моль, М(C6H5NH2 ∙ H2SO4) = 191 г/моль. (1) (2) (3) М(C6H5NH2) = 93 г/моль, М(C6H5NO2) = 123 г/моль. При сжигании 1/25 части анилина образовалось 0,448 л азота, или 0,02 моль (уравнение (1) и (2)). Значит, смесь анилина и нитробензола содержит 0,04 моль. Из них только анилин взаимодействует с указанным количеством 20 14,125 100 г7,5 /г98 моль H2SO4: = 0,058 моль. Они образовали (уравнение (3)) осадок труднорастворимого в воде сульфата анилина в количестве = 5,7 г, или г68,6 /г моль 191 = 0,036 моль, что соответствует 0,036 моль анилина, или 3,35 г. Следовательно, нитробензола в исследуемой порции содержалось 0,04 – 0,036 = 0,004 моль, или 0,49 г, или 100 49,0 35,3 49,0 = = 13 %. Ответ: всего анилина с 13%ной примесью нитробензола было выделено (0,49 + 3,35) ∙ 25 = 96 г. З а д а ч а 11. Сожгли 2,36 г первичного амина. Полученные газы пропустили через избыток раствора NaOH. Газ, не поглощенный щелочью, имеет объем 448 мл (н. у.). Определите формулу амина и все его изомеры. Решение. 2R–NH2 + O2 nCO2 + mH2O + N2 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1) (2) Газ, не поглощенный щелочью, – это азот, его количество вещества ,0 448 л моль /г4,22 = 0,02 моль. Следовательно, по уравнению (2), амина будет г36,2 0,04 моль. Молярная масса амина = 59 моль, следовательно, молярная масса радикала 59 – 16 = = 43 моль. Это –С3Н7. Исходный амин С3Н7–NH2 – это пропиламин CH3–CH2–CH2–NH2. /г04,0 моль CH – NH2 изопропиламин; NH метилэтиламин; CH3 – N триметиламин. Ответ: C3H7NH2. Реши самостоятельно: 1. При дегидрировании смеси циклогексана и циклогексена в бензол выделяется водород в количестве, достаточном для полного восстановления 36,9 г нитробензола в анилин. Найти массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси, если известно, что такое же количество этой смеси может обесцветить 480 г 10%ного раствора брома. (ω(циклогексана) = 25,5 %; ω(циклогексена) = 74,5 %.) 2. 16,6 г смеси этанола и пропанола обработали избытком Na; при этом выделилось 3,36 л водорода. Определить массовую долю компонентов исходной смеси спиртов. Какую массу этой смеси нужно взять, чтобы полученным из нее водородом восстановить 24,6 г нитробензола в анилин? (m(смеси) = 66,4 г.) 3. Определить, в каких молярных соотношениях находятся в смеси нитробензол и толуол, если при окислении этой смеси KMnO4 ее масса увеличивается на 6 г, а при восстановлении – уменьшается на 3 г. (2 : 1.) 4. Газ, образовавшийся при получении бромбензола из бензола, пропустили в избыток водного раствора метиламина. При упаривании досуха получившегося раствора осталось 11,2 г твердого вещества. Какое количество бензола было взято, если выход бромбензола составил 80 %? Сколько граммов бромбензола получили? (Бензола – 9,75 г; бромбензола – 15,7 г.) 5. Газ, выделившийся при получении бромбензола из 7,8 г бензола, полностью прореагировал с эквивалентным количеством метиламина, находящегося в 50 г водного раствора. Определить массовую долю (ω %) метиламина в растворе, если в реакцию бромирования вступило 80 % бензола. (ω(метиламина) = 4,96 %.) 6. Смесь гидрохлорида метиламина и хлорида аммония обработали водным раствором NaOH и нагрели. Выделившийся газ сожгли, и образовавшиеся газообразные продукты пропустили в избыток известковой воды. При этом получили 10 г осадка. Такое же количество исходной смеси растворили в воде и обработали нитратом серебра. При этом получили 43 г осадка. Определить массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси. (ω(NH4Cl) = 61,3 %; ω(CH3 – NH3OH) = 38,7 %.) 7. Газообразные продукты сгорания смеси бензола и анилина пропустили в избыток баритовой воды, в результате образовалось 59,4 г осадка. Определить массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси, если при обработке такого же количества смеси сухим HCl может выделиться 2,59 г осадка. (ω(C6H6) = 55,7 %; ω(C6H5NH2) = 44,3 %.) 8. На нейтрализацию гидрохлорида анилина, полученного восстановлением нитробензола, пошло 18%ного раствора NaOH в 2 раза больше, чем на нейтрализацию газообразного продукта бромирования 39 г бензола. Выход на стадии бромирования 60 %. Определить массу взятого гидрохлорида анилина. (m(C6H5NH3Cl) = = 77,7 г.) 9. При обработке смеси гидрохлорида анилина и бензойной кислоты избытком водного раствора NaHCO3 выделилось 1,12 л газа. Если получившийся анилин сжечь, то должно образоваться 336 мл азота. Найти массовую долю (ω %) компонентов в смеси. (ω(C6H5NH3Cl) = 61,5 %; ω(C6H5СООН) = 38,5 %.) 10. Смесь пропана и метиламина пропустили через избыток 2М раствора HCl, при этом объем смеси уменьшился в три раза. Такой же объем исходной смеси сожгли и продукты сгорания пропустили в избыток баритовой воды, из которой выделилось 98,5 г осадка. Определить массовую долю (ω %) компонентов исходной смеси. (ω(пропана) = 41,5 %; ω(метиламина) = 58,5 %.) 11. Продукты полного сгорания смеси пропана и метиламина обработали избытком баритовой воды. При этом образовалось 137,9 г осадка. Оставшийся газ, не поглотившийся баритовой водой, был пропущен над раскаленной медной спиралью, после чего объем газа оказался в 2,5 раза меньше объема исходной смеси пропана и метиламина. Определить массовую долю (ω %) компонентов в исходной смеси. (ω(С3Н8) = 26 %; ω(CH3NH2) = 74 %.) 12. 6,72 л метана при хлорировании полностью превратились в эквимолярную смесь трех соединений, плотности паров которых по водороду соответственно равны 77; 59,75 и 42,5. Какие соединения находятся в смеси? Определите, какая масса 20%ного водного раствора метиламина может прореагировать с образовавшимся при этом HCl. (m(раствора CH3NH2) = 139,5 г.) 13. Смесь четырех изомерных органических соединений, каждое их которых легко реагирует с HCl и содержит в молекуле 23,7 % азота, при сжигании образует 4,48 л азота. Определите строение этих соединений и массу исходной смеси. (m(аминов) = 23,6 г.) 14. Смесь массой 30 г, содержащая аминоуксусную кислоту, уксусную кислоту и уксусный альдегид, для солеобразования требует HCl объемом 5,38 л (н. у.) или CaO массой 10,08 г. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси. (ω(аминоуксусной кислоты) = 60 %; ω(аминоуксусного альдегида) = 16 %; ω(уксусной кислоты) = 24 %.) 15. Какая масса пропилового спирта потребуется для получения 8,9 г аланина (аминопропионовой кислоты), если известно, что на первой стадии выход 90 %, на второй – 80 %, остальные стадии проходят с количественным выходом? Напишите схему синтеза аланина из пропилового спирта. Какое вещество и какой массы образуется, если в смесь аланина и безводного этанола пропустили ток сухого HCl? 16. В смесь аминоуксусной кислоты и безводного этанола пропустили ток сухого HCl; при этом образовалось 1,4 г твердого вещества. Какое это вещество? Какая масса этанола прореагировала? (m(C2H5OH)= 0,46 г.)
Фенолы. Ароматические спирты
1. Напишите структурные формулы: а) м-крезол; б) п-этилфенол; в) 2,4-динитрофенол; г) 2-нитрофенол; д) п-бромбензиловый спирт;е) диметилбензилкарбинол.
2. Напишите структурные формулы всех возможных изомеров тригидроксибензола и назовите их.
3. Напишите схему синтеза резорцина из бензолдисульфокислоты.
4. Получите бензиловый спирт из бензола.
5. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) хлорбензол; б) 2-хлортолуол; в) 2-нитрохлорбензол; г) 2,4,6-тринит-рохлорбензол. Расположите эти соединения в порядке возрастания легкости замещения галогена на гидроксильную группу при действии водного раствора щелочи.
6. Исходя из толуола, синтезируйте: а) бензилацетат; б) п-нитро-бензиловый спирт; в) фенилбензилкарбинол.
7. Объясните кислотные свойства фенолов.
8. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) фенол; б) 4-нитрофенол; в) 4-хлорфенол; г) 2,4,6-тринитрофенол; д) 4-мет-оксифенол; е) бензиловый спирт. Расположите эти соединения в порядке возрастания кислотных свойств.
9. Напишите формулу продукта и дайте название:
10. Напишите таутомерные формы о- и п-нитрофенолов.
11. Напишите уравнение реакции взаимодействия 2-фенилэтанола с метанолом в присутствии серной кислоты.
12. В схеме превращений запишите структурные формулы соединений и укажите необходимые реагенты:
хлорбензол фенол трибромфенол
13. Напишите реакцию полного ацетилирования резорцина.
14. Напишите реакцию исчерпывающего нитрования фенола, назовите образовавшееся соединение и приведите его таутомерную форму.
15. Объясните усиление кислотных свойств у нитрофенолов по сравнению с фенолом.
16. Из фенола получите мононитрофенолы. Объясните, как можно разделить смесь получающихся продуктов.
17. Каким образом химическим путем можно различить о-крезол и бензиловый спирт.
18. Выполните схемы превращений:
| а) | |
| б) | |
| в) | |
| г) | |
19. Составьте схемы следующих синтезов:
а) фенол пикриновая кислота;
б) бензол 2,4-динтрофенол;
в) бромбензол пикриновая кислота.
Расчетные задачи
1. При обработке первичного предельного одноатомного спирта натрием выделилось 6,72 л газа (н.у.). При дегидратации той же массы спирта образуется этиленовый углеводород массой 33,6 г. Установите молекулярную формулу спирта.
2. Какой одноатомный спирт был взят, если при взаимодействии 16 мл этого спирта (плотность 0,8 г/мл) с натрием выделился водород, достаточный для гидрирования 4,48 л этена (н.у.)?
3. При дегидратации 2-пропанола полученный углеводород обесцветил 200 г 3,2%-ного раствора бромной воды. Определите массу 2-про-панола.
4. Синтетический метанол получают из синтез-газа по уравнению
Какой объем синтез-газа (н.у.) необходим для получения 960 кг метанола?
5. При сжигании 0,74 г органического соединения получено 896мл (н.у.) диоксида углерода и 0,90 г оксида водорода. Определите соединение, если известно, что при взаимодействии такого же количества вещества с натрием выделяется 112 мл водорода.
6. Из 30 г изопропилового спирта в результате двух последовательных реакций получено соединение, при действии на которое гидроксида меди (II) появляется ярко-синее окрашивание. Какое количество этого соединения получено, если выход на первой стадии - 80%, а на второй - количественный.
7. Известно, что при межмолекулярной дегидратации предельного одноатомного спирта образуется 7,4 г простого эфира, а при внутримолекулярной дегидратации того же количества спирта получается 4,48 л алкена. Какова формула исходного спирта?
8. Имеются два изомерных соединения А и Б, относящихся к одному классу органических соединений. Соединение А дает ярко-синее окрашивание с гидроксидом меди (II) и может быть получено окислением соответствующего алкена В. Определите строение соединений А, Б и В, если известно, что А и Б содержат по 42% кислорода в молекуле. Напишите схему синтеза соединения А из В.
9. Сколько граммов изобутилового спирта потребуется для получения из него в две последовательные стадии 29,6 г трет-бутилового спирта, если выход на каждой стадии синтеза составляет 80%. Напишите схему получения трет-бутилового спирта из изобутилового.
10. При нагревании предельного одноатомного спирта А с концентрированной бромистоводородной кислотой образуется соединение Б, которое содержит 58,4% брома в молекуле. Определите строение соединений А и Б, если известно, что при дегидратации спирта А основным продуктом реакции является непредельный углеводород В симметричного строения.
11. Некоторое органическое вещество может вступать в реакцию этерификации, но не обладает явно выраженными кислотными свойствами, не взаимодействует с бромом при н.у. Установите возможную формулу этого вещества, если известно, что при сжигании его образуется 2,64 г углекислого газа и 1,44 г воды
12. К 300 г 1,5%-ного раствора гидроксида калия добавили метилфенол. Вещества прореагировали полностью. Определите массовую долю образовавшегося вещества в растворе.
13. При межмолекулярной дегидратации 37 г одноатомного спирта неизвестного состава выделилось 3,6 г воды, причем выход реакции составил 80% от теоретического. Каково строение исходного спирта, если известно, что в его молекуле имеются две метиленовые группы?
14. При сжигании предельного одноатомного спирта объем выделившегося углекислого газа в 8 раз превосходит объем водорода, выделившегося при действии избытка натрия на то же количество спирта. Определите структуру спирта, если известно, что он имеет 3 метильных группы.
15. В результате обработки 11,2 г этиленового углеводорода избытком водного раствора перманганатом калия получили 18,0 г двухатомного спирта симметричного строения. Определите строение исходного углеводорода.
16. На нейтрализацию смеси фенола с этанолом затратили раствор объемом 50 мл с массовой долей гидроксида натрия 18% и плотностью 1,2 г/мл. Такая же масса смеси прореагировала с металлическим натрием массой 9,2 г. Определите массовые доли фенола и этанола в смеси.
17. 14 г смеси ароматического углеводорода, являющегося гомологом бензола, и фенола обработали бромной водой, при этом выпало 33,1 г осадка (растворимостью пренебречь). Определите структурную формулу ароматического углеводорода, если известно, что его в исходной смеси находилось 0,05 моль.
18. Относительная молекулярная масса органического вещества, состоящего из С, Н и О, равна 62. При полном сгорании некоторого количества вещества расходуется 280 мл кислорода и образуются 0,27 г воды и 224 мл диоксида углерода (н.у.). Зная, что 0,31 г вещества взаимодействует с 0,23 г натрия, напишите структурную формулу вещества.
19. Какой обьем в мл 9,4%-ного раствора фенола в бензоле (плотность 0,9 г/мл) должен прореагировать с металлическим натрием, чтобы выделившегося водорода хватило на полное каталитическое гидрирование 1,12 л (н.у.) ацетилена?
20. Определите массу этилового и метилового спиртов в смеси, если известно, что при действии металлического натрия (избыток) на смесь массой 11 г выделился водород, который полностью прореагировал с этиленом объемом 3,36 л (н.у.)?
21. На реакцию с 33,2 г смеси одноатомного спирта неизвестного состава и глицерина при комнатной температуре израсходовано 19,5 г гидроксида меди (II). При обработке такого же количества смеси металлическим натрием выделилось 8,96 л газа (н.у.). Какова возможная структура спирта, если известно, что в его молекуле имеется неразветвленная цепь углеродных атомов?
22. Металлический натрий массой 5,6 г добавили к 96%-ному водному раствору этанола объемом 112,5 мл (плотность 0,8 г/мл). Определите массовые доли веществ в растворе по окончании реакции.
23. При сжигании 1,06 г органического соединения получено 0,896 л (н.у.) диоксида углерода и 0,90 г оксида водорода. Плотность паров соединения по водороду равна 53. Запишите и назовите структурные изомеры соединения, если известно, что при действии избытка азотной кислоты на 0,53 г соединения получено 1,205 г нитроэфира.
24. При дегидратации насыщенного одноатомного спирта и последующей обработке образовавшегося соединения избытком бромоводорода получено 65,4 г бромида с выходом 75% от теоретического. При взаимодействии того же количества спирта с натрием выделилось 8,96 л газа (н.у.). Определите, какой был взят спирт.
25. Этиленовый углеводород присоединяет 6,72 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе продукта реакции водным раствором гидроксида натрия при нагревании образуется 22,2 г предельного одноатомного спирта, содержащего три метильные группы. Определите строение исходного углеводорода и полученного спирта
26. Какова структурная формула предельного одноатомного спирта, если известно, что при взаимодействии его с бромистым водородом образуется вторичный бромид, а при действии избытка металлического натрия на 24 г спирта выделяется водород в объеме, необходимом и достаточном для полного гидрирования 5,4 г дивинила?
27. 20г бензольного раствора фенола обработали избытком водного раствора гидроксида натрия, после чего водный слой отделили. При обработке оставшегося вещества бромом (в присутствии железа) образовалось 15,7 г монобромида (выход 50%). Определить содержание бензола и фенола в исходном растворе.
28. Смесь фенола и стирола обесцвечивает 0,3 кг 3,2%-ной бромной воды. Найти процентный состав смеси, если такое же количество этой смеси может вступить в реакцию с 3,6 мл 10%-ного водного раствора гидроксида натрия (плотность 1,11 г/мл).
29. При обработке предельного первичного спирта в диэтиловом эфире избытком металлического натрия выделилось 4,48 л водорода. Какова структурная формула спирта, если известно, что при дегидратации его в количестве, равном содержащемуся в исходном растворе, образуется 22,4 г алкена разветвленного строения?
30. Из этанола в результате двух последовательных реакций получено соединение, которое имеет нейтральную реакцию на лакмус и растворяет свежеосажденный гидроксид меди (II). При взаимодействии этого соединения с избытком металлического натрия выделяется 35,84 л водорода. Какое соединение получено и сколько граммов этанола вступает в реакцию, если выход на каждой стадии синтеза - 80%
31. При нагревании 23 г этанола с концентрированной серной кислотой образовалось два органических соединения. Одно из них газообразное может обесцветить 40г 40%-ного раствора брома в четыреххлористом углероде. Второе соединение - легкокипящая жидкость. Какие соединения и в каком количестве получились, если считать, что этанол вступил в реакцию количественно?
32. При дегидратации предельного первичного одноатомного спирта выделяется газообразный алкен, объем которого в 3 раза меньше объема диоксида углерода, образующегося при сжигании того же количества спирта. Какой спирт был подвергнут превращениям? Какое минимальное количество 0,2 М раствора гидроксида калия потребуется для поглощения диоксида углерода, если сжечь 3 г этого спирта?
33. Дегидратацией некоторого количества предельного первичного спирта получен газообразный алкен. Половина образовавшегося объема газа может обесцветить 120 г 20%-ного раствора бромной воды, а при сожжении второй половины объема углеводорода образуется 10,08 л диоксида углерода. Какой спирт и в каком количестве был подвергнут дегидратации?
34. 96%-ный спирт-ректификат (плотность 0,8 г/мл) обработали техническим карбидом кальция для удаления воды. При действии воды на 100 г карбида кальция выделяют 24,5 л газа. Какое минимальное количество этого реагента потребуется для абсолютирования 4,5 л спирта?
35. Соединение неизвестного строения, образующее при окислении альдегид, вступает в реакцию замещения с избытком бромоводородной кислоты с образованием 9,84 г продукта (выход 80% от теоретического), имеющего в парах плотность по водороду 61,5. Определите строение этого соединения и его массу, вступившую в реакцию.
36. При обработке некоторого количества одноатомного спирта неизвестного состава натрием выделилось 2,24 л газа (н.у.), а при взаимодействии образовавшегося органического вещества с избытком бромистого алкила было получено 20,4 г симметричного кислородсодержащего соединения. Какая масса спирта была взята в реакцию и каково строение спирта?
37. Соединение неизвестного строения медленно реагирует с натрием, не окисляется раствором дихромата натрия, с концентрированной соляной кислотой реагирует быстро с образованием алкилхлорида, содержащего 33,3% хлора по массе. Определите строение этого соединения.
38. 14,7 г смеси фенола и ароматического углеводорода - гомолога бензола обработали бромной водой. При этом выпало 33,1 г осадка. Определите формулу углеводорода, если известно, что молярное отношение фенола к углеводороду равно 2 : 1. Напишите структурные формулы изомерных ароматических углеводородов.
39. При действии избытка натрия на смесь этилового спирта и фенола выделилось 6,72 л водорода (н.у.). Для полной нейтрализации этой же смеси потребовалось 25 мл 40%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,4 г/мл). Определите состав исходной смеси в % по массе.
40. При действии металлического натрия на смесь массой 17,45 г, состоящую из фенола и 2-хлорэтанола, выделился водород в количестве, необходимом для восстановления оксида меди (I) массой 14,4 г. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.
41. Смесь первых двух членов гомологического ряда предельных одноатомных спиртов обработали натрием, при этом выделилось 8,96 л газа (н.у.). При взаимодействии такого же количества смеси спиртов с бромоводородной кислотой образовалось 78,8 г смеси двух бромистых алкилов. Определите количественный состав исходной смеси спиртов (в граммах).
42. К 16,6 г смеси этилового и пропилового спиртов добавили избыток натрия. Выделившийся при этом водород смешали с 4,48 л аргона (н.у.) и получили смесь с плотностью по воздуху 0,818. Вычислите массовые доли спиртов в исходной смеси.
43. Пропен пропускали через 180 г 5%-ного раствора перманганата калия до тех пор, пока массовая доля перманганата в растворе не сравнялась с массовой долей образовавшегося органического вещества. Определите максимальную массу уксусной кислоты, способной вступить в реакцию с упомянутым органическим веществом.
44. При пропускании газа, образующегося при сжигании 15,4 г смеси глицерина и этиленгликоля, через суспензию 50 г карбоната кальция в 1200 мл воды, последний полностью растворился. Определите объем газа (при температуре 20 о С и давлении 103 кПа), который выделится при реакции такого же количества смеси с металлическим натрием.
45. Газ, полученный с выходом 67% при действии концентрированной серной кислоты на 50 г насыщенного одноатомного спирта, полностью поглощен 1000 г 5%-ного раствора перманганата калия, при этом выпало 26,1 г осадка. Определите молекулярную формулу спирта.
46. При межмолекулярной дегидратации смеси двух одноатомных спиртов неизвестного строения выделилось 10,8 г воды и образовалось 36 г смеси трех органических соединений в равных молярных количествах, принадлежащих к одному и тому же классу органических соединений (выход 100%). Каково строение исходных спиртов?
47. Проба 100%-ного этанола массой 25 г пропущена при 300 о С через трубку, наполненную катализатором. Объем продуктов реакции после удаления паров воды составил 9,38 л при 107 о С и 101 кПа. Средняя молярная масса обезвоженных продуктов равна 58,67 г/моль. Вычислите выход каждого из продуктов реакции, учитывая, что процесс дегидратации этанола может протекать по двум путям.
48. Пары воды смешали с этиленом в молярном отношении 3 : 1 при давлении 8 Мпа и температуре 227 о С в замкнутом реакторе, предназначенном для синтеза этанола. После окончания процесса давление газов в реакторе при неизменной температуре уменьшилось на 5%. Определите объемную долю паров этанола в реакционной смеси и процент превращения этилена в этанол.
49. При действии на 10,6 г многоатомного спирта хлороводорода, образующегося при взаимодействии 10 г хлорида натрия с избытком концентрированной серной кислоты, образуется монохлорпроизводное. Какой объем паров этанола следует добавить к 1 л паров этого монохлорпроизводного, чтобы плотность полученной газовой смеси была равна плотности оксида серы (IV) (при тех же условиях)?
50. Вещество А с относительной молекулярной массой 94 имеет следующий процентный состав: 76,60% С, 6,38% Н, 17,02% О (по массе). Вещество А реагирует с натрием и гидроксидом натрия. При взаимодействии А с метилхлоридом в присутствии AlCl3 образуются вещества В и С, а также хлороводород. Вещество D с относительной молекулярной массой 92 имеет состав: 91,30% С, 8,70% Н (по массе) и на свету реагирует с хлором с образованием вещества Е, которое при гидролизе в щелочной среде превращается в вещество F, изомерное веществам В и С. Приведите структурные формулы веществ A, B, C, D, F.
51. При взаимодействии 30,8 г смеси соединений А и Б с метилмагний йодидом выделилось 15,68 л газа. Дегидратации подвергается только вещество Б, образуя вещество В. В результате разложения продукта озонирования вещества В образуется исключительно продукт Г. При взаимодействии вещества Г с этилмагниййодидом и последующим гидролизом образующегося продукта вновь образуется вещество Б, а при действии на Г гидрата окиси меди образуется 64,4 г желтого осадка, который при нагревании переходит в красный. Определите вещества А и Б и их содержание в смеси (масс.%). Напишите уравнения всех реакций, определите вещества В и Г.
52. Смесь метанола и этанола окислили подкисленным раствором перманганата калия. Выделившийся газ пропустили в избыток баритовой воды, при этом выделилось 1,97 г осадка. Такое же количество той же смеси сожгли в избытке кислорода. При пропускании образовавшегося газа в избыток баритовой воды получили 5,91 г осадка. Определить молярный состав исходной смеси.
Читайте также: