Інші завдання дивись тут...

САМОСТІЙНА РОБОТА

І-ІІ рівні

Завдання 1

Відносна молекулярна маса целюлози дорівнює 388 800. Обчисліть кількість структурних ланок у даному полімері.

Відомо: M_r((―C₆H₁₀O₅―)_n)=388800

Знайти: n-?

Розв'язання

M_r((―C₆H₁₀O₅―)_n)=(6•A_r(C)+10•A_r(H)+5•A_r(O))•n=(6•12+10•1+5•16)•n=162•n

Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:

162•n=388 800,

n=388 800:162

n=2400

Відповідь: у даному полімері 2400 структурних ланок.

Завдання 2

Обчисліть масову частку Карбону у структурній ланці крохмалю.
Формула структурної ланки крохмалю: ―С₆Н₁₀О₅―

M_r(C₆H₁₀O₅)=6•A_r(C)+10•A_r(H)+5•A_r(O)=6•12+10•1+5•16=162

ω=6•A_r(С)/M_r(C₆H₁₀O₅)= 6•12/162=0,44, або,

помноживши це число на 100%, одержимо 44 %.

Відповідь: 44%.

Завдання 3

Назвіть реакцію, що властива для крохмалю і целюлози і вкажіть умови, за яких вона відбувається.

Це гідроліз, що відбувається при нагріванні й за наявності сильної кислоти.  

ІІІ рівень

Завдання 4

Целюлозу, добуту переробкою льону масою 1600 кг, з масовою часткою целюлози 0,84, повністю піддали гідролізу. Обчисліть масу глюкози, що утворилася.

Відомо: m((льону)=1600 кг, ω(целюлози)=0,84

Знайти:  m(глюкози)-?

Розв'язання

І спосіб

Знаходимо масу речовини за формулою: m(речовини)=m(сполуки)•ω(речовини) 

m(целюлози)=m(льону)•ω(целюлози)=1600 кг•0,84=1344 кг

Записуємо рівняння реакції:

1344 кг                   х кг

C₆H₁₀O₅  +  Н₂О → C₆H₁₂C₆ 

 162 кг                  180 кг

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі і знайдені.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль целюлози С₆Н₁₀О₅ з утворенням 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆. Обчислюємо молярні маси (M_rкг/кмоль=M) речовин й, відповідно, масу 1 кмоль. 

M_r(C₆Н₁₀О₅)=6•A_r(C)+10•A_r(Н)+5•A_r(О)=6•12+10•1+5•16=162,  

M(C₆Н₁₀О₅)=162 кг/кмоль, маса 1 кмоль=162 кг

M_r(C₆Н₁₂О₆)=6•A_r(C)+12•A_r(Н)+6•A_r(О)=6•12+12•1+6•16=180,  

M(C₆Н₁₂О₆)=180 кг/кмоль, маса 1 кмоль=180 кг

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію для обчислення маси глюкози і розв'язуємо її:

1344 кг / 162 кг = х кг / 180 кг, тому х кг • 162 кг = 1344 кг • 180 кг, звідси

х=m(C₆Н₁₀О₅)=1344 кг • 180 кг : 162 кг = 1493,3 кг

ІІ спосіб

Знаходимо масу речовини за формулою: m(речовини)=m(сполуки)•ω(речовини): 

m(целюлози)=m(льону)•ω(целюлози)=1600 кг•0,84= 1344 кг

Обчислюємо кількість речовини целюлози С₆Н₁₀О₅ масою 1344 кг за формулою: y=m/M,

де (M_rкг/кмоль=M_r).

M_r(C₆Н₁₀О₅)=6•A_r(C)+10•A_r(Н)+5•A_r(О)=6•12+10•1+5•16=162

M(C₆Н₁₀О₅)=162 кг/кмоль

y(С₆Н₁₀О₅)=m(С₆Н₁₀О₅):M(С₆Н₁₀О₅)=1344 кг:162 кг/кмоль=8,296 кмоль

Записуємо рівняння реакції:C₆H₁₀O₅+Н₂О→C₆H₁₂C₆     

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль целюлози С₆Н₁₀О₅ з утворенням 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆, кількість речовини є однакова,  тому 

y(С₆Н₁₂О₆)=y(С₆Н₁₀О₅)=8296 кмоль

Обчислюємо масу глюкози С₆Н₁₂О₆  кількістю речовини 8,296 кмоль за формулою m=y•M.

M_r(C₆Н₁₂О₆)=6•A_r(C)+12•A_r(Н)+6•A_r(О)=6•12+12•1+6•16=180

M(C₆Н₁₂О₆)=180 кг/кмоль

m(С₆Н₁₂О₆)=8,296 кмоль • 180 кг/моль=1493,3 кг

Відповідь: m(С₆Н₁₂О₆)=1493,3 кг

ІV рівень

Завдання 5

Унаслідок спиртового бродіння глюкози, утворився етанол масою 920 кг. Обчисліть, яку масу деревини з масовою часткою целюлози 0,86 треба взяти, щоб отримати таку масу етанолу. Який об'єм карбон (IV) оксиду (н.у.) утвориться, внаслідок реакції?

Відомо: m(C₂H₅OH)=920 кг, ω(С₆Н₁₀О₅)=0,86

Знайти: m((деревини)-?, V(CO₂)-?

Розв'язання

І спосіб

Записуємо рівняння реакції:

  x кмоль          920 кг      у м³

C₆H₁₂O₆  →   2C₂H₅OН   + 2СO₂ 

  1 кмоль          92 кг      44,8 м³

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆ з утворенням 2 кмоль етанолу С₂Н₅ОН і виділенням 2 кмоль газу карбон (IV) оксиду СО₂ (1 кмоль газу за н.у. займає об'єм 22,4 м³, а 2 кмоль - займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 м³). Обчислюємо молярну масу (M_rкг/кмоль) етанолу й, відповідно, масу 2 кмоль. 

M_r(C₂Н₅ОН)=2•A_r(C)+6•A_r(Н)+A_r(О)=2•12+6•1+16=46, 

M(C₂Н₅ОН)=46 кг/кмоль, маса 1 кмоль=46 кг, а маса 2 кмоль=92 кг

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єму карбош (IV) оксиду:

у м³ / 44,8 м³= 920 кг / 92 кг, звідси у м³ • 92 кг = 920 кг • 44,8 м³, тому

у=V(CО₂)=920 кг • 44,8 м³ : 92 кг = 448 м³

За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини глюкози:

х кмоль / 1 кмоль = 920 кг / 92 кг, звідси х кмоль • 92 кг = 920 кг • 1 кмоль, тому

х=у(C₆H₁₂O₆)=920 кг • 1 кмоль : 92 кг  = 10 кмоль

Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:

    х кг                         10 кмоль

C₆H₁₀O₅      +  Н₂О → C₆H₁₂C₆ 

   162 кг                       1 кмоль

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі і знайдені.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль целюлози С₆Н₁₀О₅ з утворенням 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆. Обчислюємо молярну масу (M_rг/моль=M) целюлози й, відповідно, масу 1 кмоль. 

M_r(C₆Н₁₀О₅)=6•A_r(C)+10•A_r(Н)+5•A_r(О)=6•12+10•1+5•16=162,  

M(C₆Н₁₀О₅)=162 кг/кмоль, маса 1 кмоль=162 кг

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо масу целюлози:

х кг / 162 кг = 10 кмоль / 1 кмоль, звідси х кг • 1 кмоль = 10 кмоль • 162 кмоль, тому

х=m(С₆Н₁₀О₅)=10 кмоль • 162 кг : 1 кмоль = 1620 кг

Знаходимо масу сполуки за формулою: m(сполуки)=m(речовини)/ω(речовини)

m(деревини)=m(С₆Н₁₀О₅)/ω(С₆Н₁₀О₅)=1620 кг:0,86=1883,721 кг

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини етилового спирту С₂Н₅ОН масою 920 кг за формулою y=m/M,

де M_r кг/кмоль=M

M_r(C₂Н₅ОН)=2•A_r(C)+6•A_r(Н)+A_r(О)=2•12+6•1+16=46, 

M(C₂Н₅ОН)=46 кг/кмоль

y(C₂Н₅ОН)=m(C₂Н₅ОН):M(C₂Н₅ОН)=920 кг:46 кг/кмоль=20 кмоль

Записуємо рівняння реакції:  C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OН+2СO₂

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆ з утворенням 2 кмоль етанолу С₂Н₅ОН і виділенням 2 кмоль газу карбон (IV) оксиду СО₂ , кількість речовини глюкози удвічі менша, ніж етанолу, а кількість речовини етанолу і карбон (IV) оксиду СО₂ однакова, тому

y(С₆Н₁₂О₆)=y(С₂Н₅ОН):2=20 кмоль:2=10 кмоль

y(СО₂)=y(С₂Н₅ОН)=20 кмоль

Знаходимо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 20 кмоль за формулою V=y•Vм,

де Vм=22,4 л/моль за н.у.

V(СО₂)=y(СО₂)•V_M=20 кмоль • 22,4 м³/кмоль=448 м³

Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:

C₆H₁₀O₅+Н₂О→C₆H₁₂C₆

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.  Прореагувало 1 кмоль целюлози С₆Н₁₀О₅ з утворенням 1 кмоль глюкози С₆Н₁₂О₆, кількості речовин однакові, тому 

y(С₆Н₁₀О₅)=y(С₆Н₁₂О₆)=10 кмоль

Знаходимо масу целюлози  кількістю речовини 10 кмоль за формулою m=y•M.

M_r(C₆Н₁₀О₅)=6•A_r(C)+10•A_r(Н)+5•A_r(О)=6•12+10•1+5•16=162

M(C₆Н₁₀О₅)=162 кг/моль

m(С₆Н₁₀О₅)=10 кмоль • 162 г/моль=1620 кг

Знаходимо масу сполуки за формулою: m(сполуки)=m(речовини)/ω(речовини)

m(деревини)=m(С₆Н₁₀О₅)/ω(С₆Н₁₀О₅)=1620 кг:0,86=1883,721 кг

Відповідь: 1883,721 кг деревини; 448 м³ СО₂.

Інші завдання дивись тут...