Вещество А содержит по массе 19,25 % углерода, 7,49 % азота, 17,11 % серы, 51,34 % кислорода и водород
Текст распознан с изображения задания. Формулы, таблицы и рисунки смотрите на картинке ниже.
Решение
Задание 33 ЕГЭ по химии
Что проверяет: Установление молекулярной формулы вещества
Задание 33 ЕГЭ по химии проверяет тему «установление молекулярной формулы вещества». Ниже вы найдёте 4 варианта с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.
При сгорании органического вещества массой 4,2 г образовалось 13,2 г углекислого газа и 5,4 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 21. Установите молекулярную формулу вещества.
Образец ответа
1. Количество углерода. ν(CO₂) = 13,2 / 44 = 0,3 моль, значит ν(C) = 0,3 моль и m(C) = 0,3 · 12 = 3,6 г.
2. Количество водорода. ν(H₂O) = 5,4 / 18 = 0,3 моль, в каждой молекуле воды два атома водорода, значит ν(H) = 0,6 моль и m(H) = 0,6 г.
3. Есть ли кислород. m(C) + m(H) = 3,6 + 0,6 = 4,2 г — ровно столько, сколько взяли вещества. Значит кислорода в нём нет, это углеводород.
4. Соотношение атомов. ν(C) : ν(H) = 0,3 : 0,6 = 1 : 2, то есть простейшая формула CH₂ с массой 14 г/моль.
5. Молярная масса. M = 21 · 2 = 42 г/моль, множитель 42 / 14 = 3.
Ответ. C₃H₆ — пропен. Тот же состав имеет циклопропан, поэтому по одной молекулярной формуле вещество не определяется однозначно.
При сгорании органического вещества массой 9 г образовалось 13,2 г углекислого газа и 5,4 г воды. Относительная плотность паров вещества по воздуху равна 2,07. Установите молекулярную формулу вещества.
Образец ответа
1. Углерод. ν(CO₂) = 13,2 / 44 = 0,3 моль, m(C) = 0,3 · 12 = 3,6 г.
2. Водород. ν(H₂O) = 5,4 / 18 = 0,3 моль, ν(H) = 0,6 моль, m(H) = 0,6 г.
3. Кислород. m(O) = 9 − 3,6 − 0,6 = 4,8 г, ν(O) = 4,8 / 16 = 0,3 моль.
4. Соотношение атомов. ν(C) : ν(H) : ν(O) = 0,3 : 0,6 : 0,3 = 1 : 2 : 1, то есть простейшая формула CH₂O, её масса 30 г/моль.
5. Молярная масса. M = 2,07 · 29 ≈ 60 г/моль. Делим: 60 / 30 = 2, значит истинная формула вдвое больше простейшей.
Ответ. C₂H₄O₂ — это уксусная кислота CH₃COOH.
Органическое вещество содержит 40 % углерода, 6,67 % водорода и 53,33 % кислорода по массе. Относительная плотность паров вещества по водороду равна 90. Установите молекулярную формулу вещества.
Образец ответа
1. Переходим к количествам. Возьмём 100 г вещества. Тогда m(C) = 40 г, m(H) = 6,67 г, m(O) = 53,33 г.
ν(C) = 40 / 12 = 3,33 моль; ν(H) = 6,67 / 1 = 6,67 моль; ν(O) = 53,33 / 16 = 3,33 моль.
2. Соотношение атомов. Делим на наименьшее: 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1, простейшая формула CH₂O с массой 30 г/моль.
3. Молярная масса. M = 90 · 2 = 180 г/моль.
4. Множитель. 180 / 30 = 6.
Ответ. C₆H₁₂O₆ — это глюкоза. Тот же состав имеет фруктоза, поэтому молекулярная формула не определяет вещество однозначно.
Теория к заданию 33 ЕГЭ по химии: установление молекулярной формулы вещества
Задание второй части: по массовым долям элементов найти формулу вещества, составить структурную формулу и уравнение реакции.
Что нужно знать
- Отношение количеств вещества элементов равно отношению массовых долей, делённых на атомные массы.
- Полученные числа делят на наименьшее и приводят к целым, так получается простейшая формула.
- Дополнительные данные условия (класс вещества, способ получения) помогают выбрать истинную формулу из кратных.
- Если элемент не назван, его массовую долю находят вычитанием суммы остальных из 100 %.
- Задание содержит три отдельных пункта, каждый оценивается самостоятельно.
Как выводить формулу вещества
- По массовым долям: делим долю каждого элемента на его атомную массу, полученные числа делим на наименьшее и получаем простейшую формулу.
- Простейшая формула превращается в молекулярную умножением на целое число, которое находят по молярной массе.
- Молярную массу находят по плотности газа: M = D · M(эталона). По водороду умножают на 2, по воздуху умножают на 29.
- По продуктам сгорания: из массы CO₂ находят углерод, из массы H₂O находят водород, кислород определяют по разности масс.
- Количество углерода: n(C) = n(CO₂). Количество водорода: n(H) = 2·n(H₂O).
- Общие формулы классов помогают проверить ответ: алканы CₙH₂ₙ₊₂, алкены CₙH₂ₙ, спирты CₙH₂ₙ₊₂O.
- Если в задании названы свойства вещества, они указывают на класс и помогают выбрать между изомерами.
- Задание оценивается в 3 балла: за расчёт, за формулу и за уравнение реакции.
Как решать задание 33
- Примите массу вещества за 100 г, тогда массовые доли станут массами в граммах.
- Разделите массу каждого элемента на его атомную массу.
- Разделите полученные количества на наименьшее и приведите к целым числам.
- Определите класс вещества по условию и составьте структурную формулу.
- Напишите уравнение реакции получения, используя структурные формулы.
Разбор примера
Углеводород содержит 85,7% углерода, относительная плотность его паров по водороду равна 21. Установите молекулярную формулу.
- Находим массовую долю водорода: 100 − 85,7 = 14,3%.
- Делим доли на атомные массы: 85,7 / 12 ≈ 7,14 и 14,3 / 1 = 14,3.
- Делим оба числа на меньшее: 7,14 / 7,14 = 1 и 14,3 / 7,14 ≈ 2.
- Простейшая формула CH₂, её молярная масса 14 г/моль.
- Находим молярную массу вещества: M = 21 · 2 = 42 г/моль.
- Делим: 42 / 14 = 3, значит, молекулярная формула C₃H₆, что соответствует пропену.
ОтветC₃H₆
Частые ошибки
- Забывают найти массовую долю водорода вычитанием.
- Останавливаются на простейшей формуле, не проверив её по условию.
- Пропускают третий пункт с уравнением реакции.
Задание 33 входит в ЕГЭ по химии. Это единственная страница сайта, где собраны все варианты этого номера: текст условия, картинка задания, правильный ответ, разбор решения и теория с алгоритмом. Остальные номера открываются в списке выше, а их перечень с темами есть в списке заданий ЕГЭ по химии.