Файл: Учебное пособие по химии для учащихся 10 классов, обучающихся в лицеях фдп рниму под редакцией проф. Теплова В. В.doc

Было: 10л 10л

2СО + О₂ = 2СО₂ + [ O₂ ]

Прореагировало: 10л 5л стало 10л 5л

Запишем эти данные для удобства в виде таблицы:

Вещества	Было V(л)	Прореаг. V(л)	Стало V (л)
СО	10	10	-
О2	10	5	5
СО2	-	-	10
∑ (V)	20	15	15

3) Определим состав полученной газовой смеси:

V(CO₂) V(CO₂) 10

φ (CO₂) = ─────── = ────────── = ──── = 0,6667

V(газ.смеси) V(CO₂) + V(O₂) 10 + 5
V(O₂) 5 1

φ(O₂) = ──────── = ─── = ── = 0,3333

V(газ.смеси) 15 3

4) Найдем массу образовавшегося СО₂:
V(CO₂) 10

m(CO₂) = n(CO₂) ∙ M(CO₂) = ─────── ∙ M(CO₂) = ─── ∙ 44 = 19,64(г)

Vm 22,4

Ответ: m(СО₂) = 19,64 г ; φ(СО₂) = 0,6667; φ(О₂) = 0,3333.

---

1.2.Задачи и упражнения для самостоятельного решения

1. Вычислите массу следующих количеств вещества:а) 1 моль атомов азота;б) 3 моль атомов кислорода;в) 0,2 кмоль атомов меди ;г) 0,3 кмоль воды ; д)0,1 моль аммиака;ж) 0,01 кмоль этана.

2. Сколько моль атомов содержится в :а) 4 г кислорода; б)10 г водорода; в)1,2 кг углерода ;г) 18 г воды;д) 4 г гидроксида натрия; ж)16 мг метана; з)4,4 г пропана;и) 8,8 кг углекислого газа?

3. В какой массе серной кислоты содержится столько же вещества, сколько содержится :а) в 4 мг гидроксида натрия;б) в 4.4 кг углекислого газа;в) в 2,12 г карбоната натрия;г) в 12 г этана?

4. Какой объем при н.у. займут:а) 0,5 моль водорода; б) 0,5 моль гелия; в)0,5моль воды;г) 0,5кмоль атомов хлора;д) 100 ммоль атомов кислорода?

5. Рассчитайте объем, который при н.у. займет газовая смесь, состоящая из 2,73 моль азота, 3,82 моль водорода, 0,45 моль оксида углерода (II) и 3,00 моль оксида углерода (IV).

6. Рассчитайте массу (при н.у.): а)1,12 л азота;б) 7,84 мл пропана;

в) 0,336 м³ кислорода.

7. Рассчитайте массу газовой смеси, состоящей из 8,96л (н.у.) оксида углерода (II) и 4,48л (н.у.) оксида углерода (IV).

8. Рассчитайте массу 22,4 л (н.у.) смеси газов, содержащей ( в %% по объему): 40% азота, 10% оксида углерода (II) и 50% этена.

9. Определите объем, который при н.у. занимают:а) 1кг водорода;

б) 11 г углекислого газа;в) 16 т метана.

10. Определите объем, который при н.у. занимает:а) 12,04 ∙ 10²⁴ молекул водорода;б) 3,01∙10²³ молекул метана.

11. Сравните число молекул:а) в 1г водорода и 1г кислорода;

б)в 1л водорода и 1л кислорода;в) в 1моль водорода и 1моль кислорода.

12. Вычислите молярную массу газа , а)если масса 1л газа (н.у.) равна 1,25г;б)если масса 300 мл газа (н.у.) равна 0,857 г. Предложите возможные формулы газов.

13. Определите массу этана, в которой содержится 12,04∙10²³ молекул.

14. В каком соотношении по объему следует смешать метан и этан, чтобы масса 1л газовой смеси была равна 1,0 г?

15. Сколько электронов содержится в 0,2 моль метана?

16. В каком объеме метана (н.у.) содержится столько электронов, сколько содержится в 5,6 г железа?

17. Определите относительную плотность по водороду и по воздуху: а)азота; б)хлора;в) метана.

---

18. Вычислите плотность при н.у.: а)этана;б) бутана.

19. Вычислите плотность и относительную плотность по воздуху газовой смеси, состоящей (в %% по объему) из водорода(20%), метана (50%), пропана (30%).

20. Вычислите среднюю молярную массу и относительную плотность по водороду газовой смеси, состоящей (в %% по объему) из углекислого газа (20%), метана (40%) и водорода (40%).

21. Определите состав газовой смеси (в %% по объему), содержащей метан и этан, если ее относительная плотность по водороду равна 9,4.

22. Определите состав газовой смеси, состоящей из метана и этана, если массовая доля водорода как элемента в ней равна 22%.

23. Определите относительную плотность по воздуху газовой смеси, состоящей из (в %% по массе): 20% водорода, 10% углекислого газа, 40% азота, 20% метана и 10% этана . Какой объем воздуха необходим для сжигания 1л такой смеси?

24. Газовая смесь, состоящая из воздуха и метана, имеет плотность по кислороду 0,82. Определите состав этой смеси в массовых долях, считая что в воздухе содержится 20% кислорода(по объёму).

25. В каком соотношении по объёму следует смешать углекислый газ и пропан, чтобы плотность газовой смеси была равна 1,964 г/л ?

26. В каком соотношении по массе следует смешать азот и этен, чтобы плотность по гелию газовой смеси была равна 7?

27. Рассчитайте массовую долю пропана в смеси с этаном, если её плотность по водороду равна 20. Какой объем воздуха необходим для сжигания 10 л такой смеси, считая, что в воздухе содержится 20% кислорода по объему?

28. Как изменится давление газовой смеси, находящейся с замкнутом сосуде и состоящей из равных объёмов кислорода и СО, если: а) весь оксид углерода (II) превратится в углекислый газ; б) половина оксида углерода (II) превратится в углекислый газ?

29. После сжигания 120 мл(н.у.) смеси водорода с кислородом объём газовой смеси, измеренной при нормальных условиях, уменьшился в два раза. Определите содержание водорода в исходной газовой смеси(в %%) по объёму, если водород сгорел полностью.

30. Рассчитайте массу воды, которая может образоваться при сжигании смесей, состоящих из: а) 10г Н₂ и 10г О₂; б) 10л(н.у.) Н₂ и 10л(н.у.) О₂; в) 10г Н₂ и 10л(н.у.)О₂; г) 10л(н.у) Н₂ и 10г О₂

---

.

31. Какой объём воздуха (при нормальных условиях)) необходим для полного сжигания 100г газовой смеси, состоящей (в %% по объёму): 20% СО₂ ,10% СО, 30% N₂ и 40%H₂? Содержание кислорода в воздухе принять равным 21% по объему.

32. Определите молекулярную формулу вещества содержащего углерод (ω = 84,21%) и водород (ω =15,79%). Плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,93.

33. Определите формулу вещества, состоящего из углерода, водорода и кислорода, если при сжигании 2,9 г его получено 6,6 г углекислого газа и 2,7г воды. Плотность паров этого вещества при (н.у.) равна 2,59г/л.

Глава 2. АЛКАНЫ
Общая формула гомологического ряда алканов C_nH_2n+2 .Метан, этан, пропан и бутан в обычных условиях (25 ⁰С и 101 кПа) - газы. Углеводороды с содержанием атомов углерода от 5 до15- жидкости, остальные алканы - твердые вещества. Газообразные алканы не имеют запаха и цвета. Алканы хорошо растворяются в неполярных органических растворителях и не растворяются в воде.



2.1.Получение алканов
1. Основной источник углеводородов - природные газы и нефть. В промышленности углеводороды получают перегонкой нефтепродуктов.

2. Каталитическое гидрирование (Ni, Pd, Pt) ненасыщенных углеводородов при нагревании:

СН₂=СН₂ + Н₂ С₂Н₆ ; СН₃ – С ≡ СН + 2 Н₂ С₃Н₈

3. По реакции Вюрца, действуя натрием на галогеналканы при нагревании
CH₃−CH₂Cl + ClCH₂−CH₃ + 2 Na CH₃− CH₂−CH₂−CH₃ + 2 NaCl

бутан

2 CH₃− CH−CH₃ + 2 Na CH₃− CH−CH₃ + 2 NaCl

| |

Br CH₃−CH−CH₃

2,3-диметилбутан
Cl CH₃

| |

CH₃−Cl + CH₃− CH−CH₃ + 2 Na CH₃ −CH−CH₃ + 2 NaCl

изобутан

4. Гидролиз карбидов

---

Al₄C₃ + 12 H₂ O 4 Al(OH)₃ + 3 CH₄ ↑
Be₂C + 4 H₂ O 2 Be(OH)₂ + CH₄ ↑
5. Декарбоксилирование солей низших карбоновых кислот

(для газообразных углеводородов)

t⁰

CH₃COONa + NaOH Na₂CO₃ + CH₄↑

тв тв
t⁰

CH₃ CH ₂COOK + KOH K₂CO₃ + C ₂H₆↑

тв тв

2.2 Химические свойства алканов
1. Галогенирование – реакция радикального замещения (S_R)атомов

водорода на галогены.
а) Инициирование– образование свободных радикалов

Молекулы хлора поглощают свет и диссоциируют на атомы:



б) Рост цепи

Атом хлора может отнимать атом водорода у молекулы алкана с

образованием хлороводорода и алкильного радикала:



Алкильный радикал атакует молекулу хлора,образуя молекулу

алкилгалогенида и атом хлоа, который способен начать следующую

стадию этой цепной реакции



в) Обрыв цепи

Обрыв цепи происходит при взаимодействии каких-либо двух

имеющихся в смеси радикалов:

Вообще получить по этому методу монозамещённые продукты

практически невозможно, так как образующиеся алкилгалогениды

взаимодействуют дальше с атомами хлора. На ярком свету реакция

протекает очень бурно(со взрывом).

Устойчивость свободных радикалов уменьшается в следующем ряду:
аллил третбутил изопропил пропил
Поэтому основным продуктом радикального замещения в реакциях галогенирования алканов являются соединения, в которых атом галогена связан с аллильным или третичным атомом углерода. Гораздо меньше продуктов замещения по вторичному и первичному атомам углерода.

---