Самостійна робота
Завдання 1 (фронтальне)
Здійсніть дослідження. Налийте у пробірку етанолу об'ємом 1-1,5 мл і долийте такий самий об'єм води, вставивши у розчин термометр. Зробіть висновок про розчинність етанолу та охарактеризуйте процес розчинення.
Температура зросте, отже, розчинення спирту супроводжується виділенням тепла. Це свідчить про те, що розчинення — не тільки фізичний, а й хімічний процес.
І рівень
Завдання 2
Використовуючи загальну формулу CnH2n+1—OH та знаючи молекулярні формули гомологів метану, складіть формули насичених одноатомних спиртів, що містять С3-С5 атомів Карбону.
С3Н7ОН, С4Н9ОН, С5Н11ОН
II рівень
Завдання 4
Випишіть формули насичених одноатомних спиртів із запропонованих формул органічних сполук: С3Н7ОН; С2Н6; СН3ОН; С5Н12О, С3Н8, С2Н6О, С4Н6, C2H2.
С3Н7ОН; СН3ОН; С5Н12О (C5H11OH); С2Н6О (C2H5OH).
Завдання 5 Поставте коефіцієнти у реакціях, поданих схемами:
а) 2C3H7OH + 9O2 -> 6CO2 + 8H2O
б) 2С3H7OH + 2Na -> 2C3H7ONa + H2
III-IV рівні
Завдання 6
Випишіть молекулярні формули сполук, які відповідатимуть загальній формулі CnH2n+1-ОН: С3Н8O, С3Н8O3, С4Н10О, С2H6О, С2Н4O2, С5Н12O, С3Н8O3.
С3Н8O (C3H7-OH), С4Н10О (C4H9-OH), С2H6О (C2H5-OH), С5Н12O (C5H11-OH).
Завдання 7
Обгрунтуйте на основі будови молекул метанолу та етанолу, чому серед спиртів немає газоподібних речовин. Це пояснюється наявністю полярного ковалентного зв’язку, завдяки чому між молекулами спиртів, подібно до води, виникає водневий зв’язок.
Завдання 8
Згорів метанол об'ємом 896 л. Обчисліть маси і кількість речовини реагентів.
Дано: V(CН3ОН)=896 л
Знайти: m(CН3ОН)-?, у(CН3ОН)-?, m(О2)-?, у(О2)-?
Розв'язання
І спосіб
Обчислюємо кількістю речовини метанолу об'ємом за формулою γ=V/Vm
γ(CH3ОН)=V(CH3OH):M(CH3OH)=896 л : 22,4 л/моль=40 моль
40 моль у моль
2СН3ОН + 3О2 = 2CО2 + 4Н2О
1 моль 3 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі, а під формулами сполук - кількість речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини кисню:
40 моль / 1 моль = у моль / 3 моль, звідси у моль • 1 моль = 3 моль • 40 моль
у=3 моль • 40 моль : 1 моль = 120 моль
Обчислюємо масу метанолу кількістю речовини 40 моль і масу кисню кількістю речовини 120 моль за формулою: m=y•M
Mr(CH3ОН)=Ar(C)+4•Ar(Н)+Ar(О)=12+4•1+16=32
M(CH3ОН)=32 г/моль.
m(CH3ОН)=y(CH3OH)•M(CH3OH)=40 моль • 32 г/моль=1280 г
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32, M(O2)=32 г/моль
m(O2)=y(O2)•M(O2)=120 моль • 32 г/моль=2840 г
ІІ спосіб
Обчислюємо кількістю речовини метанолу об'ємом за формулою γ=V/Vm
γ(CH3ОН)=V(CH3OH):M(CH3OH)=896 л : 22,4 л/моль=40 моль
Записуємо рівняння реакції: 2СН3ОН+3О2=2CО2+4Н2О
За рівнянням реакції y(СН3ОН):y(O2)=2:3, за властивістю пропорції 3•y(C2H5OH)=2•y(O2), тому
y(O2)=3•y(CH3OH):2=3•40 моль:2=60 моль
Обчислюємо масу метанолу кількістю речовини 40 моль і масу кисню кількістю речовини 60 моль за формулою: m=y•M
Mr(CH3ОН)=Ar(C)+4•Ar(Н)+Ar(О)=12+4•1+16=32
M(CH3ОН)=32 г/моль.
m(CH3ОН)=y(CH3OH)•M(CH3OH)=40 моль • 32 г/моль=1280 г
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32, M(O2)=32 г/моль
m(O2)=y(O2)•M(O2)=60 моль • 32 г/моль=1920 г
Відповідь: m(CH3ОН)=1280 г; γ(CH3ОН)=40 моль; m(O2)=1920 г;
y(O2)=60 моль.
Завдання 9
Згорів етанол масою 184 г. Обчисліть масу і кількість речовини реагентів та об'єм карбон (IV) оксиду (н.у.), що утворився під час горіння.
Дано: m(C2Н5ОН)=184 г
Знайти: y(C2Н5ОН)-?, m(О2)-?, y(О2)-?, V(CО2)-?
Розв'язання
І спосіб
184 г x кг у л
С2Н5ОН + 3О2 = 2CО2 + 3Н2О
46 г 96 кг 44,8 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі, а під формулами сполук - об'єм та масу кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л, 2 моль газу займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л. Обчислюємо молярну масу (Mrг/моль=M) етанолу й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46
M(C2H5ОН)=46 г/моль. Маса 1 моль = 46 г
За допомогою пропорції обчислюємо масу кисню:
184 г / 46 г = х г / 96 г, тому х г • 46 г = 184 г • 96 г, звідси
х=m(О2)= 184 г • 96 г : 46 г=384 г
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбону (IV) оксиду:
184 г / 46 г = у л / 44,8 л, тому у л • 46 г = 44,8 л • 184 г, звідси
у=V(СO2)= 44,8 л • 184 г : 46 г=179,2 л
Обчислюємо кількістю речовини етанолу масою 184 г і кисню масою 384 г за формулою: γ=m/M
γ(C2H5ОН)=m(C2H5OH):M(C2H5OH)=184 г : 46 г/моль=4 моль
γ(О2)=m(О2):M(О2)=384 г : 32 г/моль=12 моль
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини етанолу масою 184 г за формулою у=m/M, де
Mr г/моль=M.
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(Н)+Ar(О)=2•12+6•1+16=46,
M(C2H5ОН)=46 г/моль.
y(C2H5ОН)=m(C2H5ОН)/M(C2H5ОН)=184 г : 46 г/моль = 4 моль
Записуємо рівняння реакції: С2Н5ОН+3О2=2CО2+3Н2О
За рівнянням реакції y(С2Н5ОН):y(O2):y(CO2)=1:3:2, тому
y(O2)=3•y(С2Н5ОН)=3 • 4 моль=12 моль
y(СО2)=2•y(С2Н5ОН)=2 • 4 моль=8 моль
Обчислюємо масу кисню кількістю речовини 12 моль за формулою: m=γ•M, де Mr г/моль=M
Mr(О2)=2•Ar(О)=2•16=32, M(О2)=32 г/моль
m(О2)=y(О2)•M(О2)=12 моль•32 г/моль=384 г
Обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 8 моль за формулою V=γ•Vм, де Vм=22,4 л/моль
V(СО2)=y(СO2)•VM=8 моль•22,4 л/моль=179,2 л
Відповідь: у(C2H5ОН)=8 моль; m(О2)=384 г; γ(C2H5ОН)=4 моль; V(СО2)=179,2 л.