Примеры решения типовых задач

Пример № 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Укажите условия протекания реакций.

 

Решение:1. Действуя спиртовым раствором щёлочи на дибромпроизводное алкана, получаем пропин:

CHBr₂ – CH₂ – CH₃ + 2KOH ® CHºC – CH₃ + 2KBr + 2H₂O

2. Пропин гидрируется до пропилена (катализатор – железо):

СН º С – СН₃ + Н₂  СН = СН – СН₃

3. При взаимодействии пропина с аммиачным раствором оксида меди (I) получаем метилацетиленид меди (I):

СН º С – СН₃ + Cu₂O® 2CuC º С – СН₃ + H₂O

 

Пример № 2. Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях.

Решение:

1. Общая формула алкина С_nH_2n−2.

2. Плотность d –это масса 1 литра газа при нормальных условиях. Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят 22,4 л такого газа:

M = (плотность d) ∙ (молярный объём V_m) = 2,41 г/л ∙ 22,4 л/моль = 54 г/моль.

Далее, составим уравнение, связывающее молярную массу и n:

14 n − 2 = 54, n = 4.

Значит, алкин имеет формулу С₄Н₆.

Ответ: С₄Н₆.

Пример №3. Технический карбид кальция массой 5 г обработали избытком воды и получили ацетилен, который с избытком аммиачного раствора оксида серебра образует ацетиленид серебра массой 15,6 г. Определите массовую долю CaC₂ в техническом карбиде.

Решение: 1. Вычисляем количество вещества образовавшегося ацетиленида серебра Ag₂C₂:

n(Ag₂C₂) = ; n(Ag₂C₂) =  = 0,065 моль.

2. Составляем уравнения реакций между карбидом кальция и водой, ацетиленом и аммиачным раствором оксида серебра:

СаС₂ + 2Н₂О ®Са(ОН)₂ + С₂Н₂

С₂Н₂ + Ag₂О ®Ag₂С₂ + Н₂О

n(СаС₂) = n(Ag₂С₂); n(СаС₂) = 0,065 моль.

3. Рассчитываем массу СаС₂ в образце технического карбида:

m (СаС₂) = n (СаС₂) ×M (СаС₂)

m (СаС₂) = 0,065 моль × 64 г/моль = 4,16 г

4. Массовая доля СаС₂ в техническом карбиде равна:

w(СаС₂) = ; w(СаС₂) =  = 0,832 или 83,2 %.

 

Пример №4. Напишите структурные формулы изомерных ацетиленовых углеводородов состава С₇Н₁₂, главная цепь которых состоит из пяти углеродных атомов, и назовите их.

 

 

Решение: 

Тройная связь в главной цепи может находиться в положениях 1 и 2.
В первом случае возможны четыре структурных изомера (две группы −СН₃ в положениях 3,3; 3,4; 4,4 или одна группа −С₂Н₅ в положении 3):

Во втором случае возможен единственный изомер, когда две метильные группы находятся в положении 4:

Ответ: 5 изомеров.

Пример № 5. При пропускании смеси пропана и ацетилена через склянку с бромной водой масса склянки увеличилась на 1,3 г. При полном сгорании такого же количества исходной смеси углеводородов выделилось 14 л (н.у.) оксида углерода (IV). Определите массовую долю пропана в исходной смеси.

Решение: Ацетилен поглощается бромной водой:

НC º СH + 2Вr₂ → НСВr₂ - СНВr₂

1,3 г − это масса ацетилена; n(C₂H₂) = 1,3/26 = 0,05 моль. При сгорании этого количества ацетилена по уравнению

2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О

выделилось 2 ∙ 0,05 = 0,1 моль СО₂. Общее количество СО₂ равно

14/22,4 = 0,625 моль. При сгорании пропана по уравнению

С₃Н₈ + 5О₂ = ЗСO₂ + 4Н₂О
выделилось 0,625 − 0,1 = 0,525 моль СО₂, при этом в реакцию вступило

0,525/3 = 0,175 моль С₃Н₈ массой 0,175 ∙44 = 7,7 г.
Общая масса смеси углеводородов равна 1,3+7,7 = 9,0 г, а массовая доля пропана составляет: w(С₃Н₈) =7,7/9,0 = 0,856, или 85,6 %.

Ответ: 85,6 % пропана.

Пример 6. Дихлоралкан, в котором атомы хлора находятся у соседних атомов углерода, обработали избытком спиртового раствора щёлочи. Масса выделившегося газа оказалась в 2,825 раза меньше массы исходного дихлоралкана.  Установите строение исходного соединения и продукта реакции.

Решение: При обработке дихлоралкана избытком спиртового раствора щёлочи отщепляются две молекулы хлороводорода и образуется алкин:

C_nH_2nCl₂ + 2KOH_спирт → C_nH_2n-2 + 2KCl + 2Н₂О.
Согласно уравнению реакции, из 1 моль С_nН_2nСl₂ массой (14n + 71) г выделяется 1 моль С_nН_2n-2 массой (14n − 2) г. По условию, (14n − 2) ∙ 2,825 = 14n + 71,

откуда n = 3. Искомый алкин − пропин, С₃Н₆, он образуется из 1,2-дихлор-

пропана.

Ответ:1,2-дихлорпропан;  пропин.

Пример №7.Какой объём воздуха (н.у.) потребуется для сжигания смеси, состоящей из 5 л метана и 15 л ацетилена?

Решение:

(1) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

на 1 моль CH₄ требуется 2 моль O₂

 (2) 2C₂H₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2H₂O

на 2 моль C₂H₂  требуется 5 моль O₂

Объём кислорода, который пойдёт на сжигание заданного объёма метана V₁(O₂) и ацетилена V₂(O₂), составит:
V₁(O₂) = 2V(CH₄) = 2 ∙ 5 = 10 л;
V₂(O₂) = 5/2 V(C₂H₂) = 5/2 ∙ 15 = 37,5 л;
V(O₂) = V₁(O₂) + V₂(O₂) = 10 л + 37,5 л = 47,5 л,
отсюда рассчитаем объём воздуха на сжигание (содержание кислорода в воздухе принимаем равным 21 % по объёму):
V(воздуха) = V(O₂) : 0,21 = 47,5 л : 0,21 = 226 л.

Ответ: V(воздуха) = 226 л.

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 954; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!