| |||||||||||
МЕНЮ
| Курсовая работа: Тесты как инструмент измерения уровня знаний по теме: "Кислородсодержащие органические соединения с элементами экологии"n(CO2) = V(CO2) / VM = 3,36 л : 22,4 л/моль = 0,15 моль n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 5,4 г : 18 г/моль = 0,3 моль Следовательно, в состав исходного соединения входило 0,15 моль атомов углерода и 0,6 моль атомов водорода: n(H) = 2n(H2O), так как в одной молекуле воды содержатся два атома водорода. Вычислим их массы по формуле: m = n х M m(H) = 0,6 моль х 1 г/моль = 0,6 г m(С) = 0,15 моль х 12 г/моль = 1,8 г Определим, входил ли кислород в состав исходного вещества: m(O) = 4,8 - (0,6 + 1,8) = 2,4 г Найдем число моль атомов кислорода: n(O) = m(O) / M(O) = 2,4 г : 16 г/моль = 0,15 моль Соотношение числа атомов в молекуле исходного органического соединения пропорционально их мольным долям: n(CO2) : n(H) : n(O) = 0,15 : 0,6 : 0,15 = 1 : 4 : 1 самую маленькую из этих величин (0,15) принимаем за 1, а остальные делим на нее. Итак, простейшая формула исходного вещества CH4O. Однако по условию задачи требуется определить молекулярную формулу, которая в общем виде такова: (CH4O)х. Найдем значение x. Для этого сравним молярные массы исходного вещества и его простейшей формулы: x = M(CH4O)х / M(CH4O) Зная относительную плотность исходного вещества по водороду, найдем молярную массу вещества: M(CH4O)х = M(H2) х D(H2) = 2 г/моль х 16 = 32 г/моль x = 32 г/моль / 32 г/моль = 1 Есть и второй вариант нахождения x (алгебраический): 12x + 4x + 16x = 32; 32 x = 32; x = 1 Ответ. Формула исходного органического вещества CH4O. Задача 2. Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия с 96%-ным (по массе) раствором этанола в воде (V = 100 мл, плотность d = 0,8 г/мл). Решение. В условии задачи даны количества обоих реагентов - это верный признак того, что какой-нибудь из них находится в избытке. Найдем массу этанола, введенного в реакцию: m(раствора) = V х d = 100 мл х 0,8 г/мл = 80 г m(C2H5OH) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,96 = 76,8 г (1) 2C2H5OH + 2Na = 2C2H5ONa + H2 на 2 моль этанола -- 2 моль натрия -- 1 моль водорода Найдем заданное количество этанола в моль: n(C2H5OH) = m(C2H5OH) / M(C2H5OH) = 76,84 г : 46 г/моль = 1,67 моль Поскольку заданное количество натрия составляло 2 моль, натрий в нашей задаче присутствует в избытке. Поэтому объем выделенного водорода будет определяться количеством этанола: n1(H2) = 1/2 n(C2H5OH) = 1/2 х 1,67 моль = 0,835 моль V1(H2) = n1(H2) х VM = 0,835 моль х 22,4 л/моль = 18,7 л Но это еще не окончательный ответ. Будьте внимательны! Вода, содержащаяся в растворе спирта, тоже реагирует с натрием с выделением водорода. Найдем массу воды: m(H2O) = {m(раствора) х w%} : 100% = 80 г х 0,04 = 3,2 г n(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 3,2 г : 18 г/моль = = 0,178 моль (2) 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2 на 2 моль воды -- 2 моль натрия -- 1 моль водорода Количество натрия, оставшееся неизрасходованным после реакции с этанолом, составит: n(Na, остаток) = 2 моль - 1,67 моль = 0,33 моль Таким образом, и по сравнению с заданным количеством воды (0,178 моль) натрий все равно оказывается в избытке. Найдем количество и объем водорода, выделившегося по реакции (2): n2(H2) = 1/2 n(H2O) = 1/2 х 0,178 моль = 0,089 моль V2(H2) = n2(H2) х VM = 0,089 моль х 22,4 л/моль = 1,99 л Общий объем водорода: V(H2) = V1(H2) + V2(H2) = 18,7 л+ 1,99 л = 20,69 л Ответ: V(H2) = 20,69 л Задача 3. Вычислите массу уксусной кислоты, которую можно получить из 44,8 л (н.у.) ацетилена, если потери на каждой стадии получения составляют в среднем 20%. Решение
C2H2 + H2O =>(Hg2+,H2SO4)=> CH3CHO =>([O])=> CH3COOH 1моль ==> 1 моль ==> 1 моль n(CH3COOH)теор = n(C2H2) = V(C2H2) / VM = 44,8 л : 22,4 л/моль = 2 моль n(CH3COOH)практ = n(CH3COOH)теор х h1 х h2 = 2 моль х 0,8 х 0,8 = 1,28 моль Масса уксусной кислоты с учетом всех потерь составит: m(CH3COOH) = n(CH3COOH)практ х M(CH3COOH) = 1,28 моль х 60 г/моль = 76,8 г Ответ. m(CH3COOH) = 76,8 г Задача 4. При окислении смеси бензола и толуола подкисленным раствором перманганата калия при нагревании получено 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 19 раз меньше объема такого же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определите массы веществ в исходной смеси. Решение Перманганатом калия окисляется только толуол, при этом образуется бензойная кислота: 5С6Н5-СН3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5С6Н5-СООН + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14Н2О v(C6H5-COOH) = 8,54/122 = 0,07 моль = v(C6H5-CH3). При взаимодействии бензойной кислоты с гидрокарбонатом натрия выделяется СО2: С6Н5-СООН + NaHCO3 → C6H5-COONa + СО2↑ + Н2О. v(CO2) = v(C6H5-COOH) = 0,07 моль. При сгорании смеси углеводородов образуется 0,07*19 = 1,33 моль СО2. Из этого количества при сгорании толуола по уравнению С6Н5-СН3 + 9О2 → 7СО2 + 4Н2О образуется 0,07*7 = 0,49 моль СО2. Остальные 1,33-0,49 = 0,84 моль СО2 образуются при сгорании бензола: С6Н6 + 7,5О2 → 6СО2 + ЗН2О. v(C6H6) = 0,84/6 = 0,14 моль. Массы веществ в смеси равны: m(С6Н6) = 0,14-78 = 10,92 г, m(С6Н5-СН3) = 0,07*92 = 6,48 г. Ответ. 10,92 г бензола, 6,48 г толуола. Задача 5. Эквимолярная смесь ацетилена и формальдегида полностью прореагировала с 69,6 г оксида серебра (аммиачный раствор). Определите состав смеси (в % по массе). Решение Оксид серебра реагирует с обоими веществами в смеси: НС ≡ СН + Аg2О → AgC ≡ CAg↓ + Н2О, СН2О + 2Аg2О → 4Аg↓ + СО2 + Н2О. (Уравнения реакции записаны в упрощенном виде). Пусть в смеси содержалось по х моль С2Н2 и СН2О. Эта смесь прореагировала с 69,6 г оксида серебра, что составляет 69,6/232 = 0,3 моль. В первую реакцию вступило х моль Аg2О, во вторую — 2х моль Аg2О, всего — 0,3 моль, откуда следует, что х = 0,1. m(C2H2) = 0,1 - 26 = 2,6 г; m(CH2O) = 0,1-30 = 3,0 г; общая масса смеси равна 2,6+3,0 = 5,6 г. Массовые доли компонентов в смеси равны: (С2Н2) = 2,6/5,6 = 0,464, или 46,4%; (СН2О) = 3,0/5,6 = 0,536, или 53,6%. Ответ. 46,4% ацетилена, 53,4% формальдегида. Задача 6. Через 10 г смеси бензола, фенола и анилина про пустили ток сухого хлороводорода, при этом выпало 2,59 г осадка. Его отфильтровали, а фильтрат обработали водным раствором гидроксида натрия. Верхний органический слой отделили, его масса уменьшилась на 4,7 г. Определите массы веществ в исходной смеси. Решение При пропускании через смесь сухого хлороводорода выпадает осадок хлорида фениламмония, который нерастворим в органических растворителях: C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl ↓. v ( C 6 H 5 NH 3 Cl ) = 2,59/129,5 = 0,02 моль, следовательно v ( C 6 H 5 NH 2 ) = 0,02 моль, m ( C 6 H 5 NH 2 ) = 0,02.93 = 1,86 г. Уменьшение массы органического слоя на 4,7 г произошло за счет реакции фенола с гидроксидом натрия: С6Н5ОН + NaOH → C6H5ONa + Н2О. Фенол перешел в водный раствор в виде фенолята натрия. m (С6Н5ОН) = 4,7 г. Масса бензола в смеси составляет 10 - 4,7 -1,86 = 3,44 г. Ответ. 1,86 г анилина, 4,7 г фенола, 3,44 г бензола. Задача 7. Этиленовый углеводород присоединяет 6,72 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе продукта реакции водным раствором гидроксида натрия при нагревании образуется 22,2 г предельного одноатомного спирта, содержащего три метильные группы. Определите строение исходного углеводорода и полученного спирта. Решение Запишем уравнения реакций: СnН2n + НСl → СnН2n+1Сl, CnH2n+1Cl + NaOH → CnH2n+1OH + NaCl. v(HCl) = 6,72/22,4 = 0,3 моль. Согласно уравнениям реакций, v(CnH2n+1OH) = v(CnH2n+1Cl) = v(HCl) = 0.3 моль. Молярная масса спирта равна: M(CnH2n+1OH) = 22,2/0,3 = 74 г/моль, откуда n = 4. Следовательно, молекулярная формула спирта — С4Н9ОН. Из четырех спиртов состава С4Н9ОН только третичный спирт (2-метилпропанол-2, или трет-бутиловый спирт) содержит три метильные группы. В состав молекулы этого спирта входит разветвленный углеродный скелет, следовательно, исходный алкен состава С4Н8 тоже имел разветвленный скелет. Это 2-метилпропен. Уравнения реакций: Ответ. 2-метилпропен; трет-бутанол. Задача 8. Соединение неизвестного строения медленно реагирует с натрием, не окисляется раствором дихромата натрия, с концентрированной соляной кислотой реагирует быстро с образованием алкилхлорида, содержащего 33,3% хлора по массе. Определите строение этого соединения. Решение Характер реакций с Na, с Na2Cr2O7 и с HCl свидетельствует о том, что неизвестное вещество — третичный спирт, при реакции с HCl образуется третичный алкилхлорид: ROH + HCl → RCl + Н2О. Один моль RCl содержит один моль Cl массой 35,5 г, что составляет 33,3% от общей массы, следовательно молярная масса алкилхлорида равна: M(RCl) = 35,5/0,333 = 106,5 г/моль, а молярная масса углеводородного радикала равна: M(R) = 106,5-35,5 = 71 г/моль. Единственный радикал с такой молярной массой -С5Н11. Третичные спирты имеют общую формулу: Один атом углерода из пяти соединен с гидроксильной группой, а четыре атома входят в состав трех радикалов. Разбить четыре атома углерода на три радикала можно единственным способом: два радикала СН3 и один радикал С2Н5. Искомый спирт 2-метилбутанол-2: Ответ. 2-метилбутанол-2. Задача 9. Расположите в порядке возрастания кислотности следующие вещества: фенол, сернистая кислота, метанол. Приведите уравнения химических реакций, подтверждающие правильность выбранной последовательности. Решение Правильный ряд выглядит так: СН3ОН < С6Н5ОН < H2SO3. Фенол сильнее метанола, поскольку фенол реагирует с растворами щелочей, а метанол — нет: С6Н5ОН + NaOH = C6H5ONa + H2O , СН3ОН + NaOH —I→ Далее воспользуемся правилом, согласно которому более сильная кислота вытесняет более слабую из ее солей. C6H5ONa + SO2 + H2O = С6Н5ОН + NaHSO3 . Фенол вытесняется сернистой кислотой из фенолята натрия, следовательно, сернистая кислота сильнее фенола. Задача 10. При действии избытка натрия на смесь этилового спирта и фенола выделилось 6,72 л водорода (н.у.). Для полной нейтрализации этой же смеси потребовалось 25 мл 40%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,4 г/мл). Определите массовые доли веществ в исходной смеси. Решение. С натрием реагируют и этанол, и фенол: 2С2Н5ОН + 2Na → 2C2H5ONa + Н2↑, 2С6Н5ОН + 2Na → 2C6H5ONa + Н2↑, а с гидроксидом калия -только фенол: С6Н5ОН + KОН → С6Н5ОK + Н2О. v(KOH) = 25-1,4-0,4 / 56 = 0,25 моль = v(C6H5OH). Из 0,25 моль фенола в реакции с натрием выделилось 0,25/2 = 0,125 моль Н2, а всего выделилось 6,72/22,4 = 0,3 моль Н2. Оставшиеся 0,3-0,125 = 0,175 моль Н2 выделились из этанола, которого израсходовано 0,175-2 = 0,35 моль. Массы веществ в исходной смеси: m(С6Н5ОН) = 0,25-94 = 23,5 г, m(С2Н5ОН) = 0,35-46 = 16,1 г. Массовые доли: (С6Н5ОН) = 23,5 / (23,5+16,1) = 0,593, или 59,3%, (С2Н5ОН)= 16,1 /(23,5+16,1) = 0,407, или 40,7%. Ответ. 59,3% фенола, 40,7% этанола. Задача 11. Среди изомеров состава С7Н7ОK выберите такой, из которого в две стадии можно получить соединение состава С7Н6ОВr2. Решение. Изомеры состава С7Н7ОK могут быть производными метилфенолов (крезолов) или бензилового спирта — простейшего ароматического спирта: Вещество состава С7Н6ОВr2 - это дибромпроизводное от С7Н8О, которое можно получить по реакции с любой неорганической кислотой (фенол, его гомологи и ароматические спирты — очень слабые кислоты). Два атома водорода можно заместить на два атома брома в бензольном кольце под действием бромной воды, если с бензольным кольцом соединена группа ОН, и при этом одно из орто- и пара-положений по отношению г группе ОН занято группой СН3 (если все эти положения будут свободны от заместителей, то образуется трибромпроизводное). Этому условию удовлетворяют 2-метилфенол (о-крезол) и 4-метилфенол (n-крезол). Таким образом, схема реакций выглядит следующим образом (на примере 2-метилфенолята калия): Аналогичная схема справедлива для 4-метилфенолята калия. Ответ. 2-метилфенолят калия или 4-метилфенолят калия [7, 10, 11, 12]. ТЕСТЫ 1. Различить пробирки с бензольными растворами фенола и этанола можно с помощью: а) натрия б) гидроксида калия в) бромной воды + г) хлороводорода 2.Какие два органических вещества используются для получения фенола в промышленности? а) толуол б) бензол + в) этилен г) пропилен + 3.В отличие от этанола фенол реагирует с: а) калием б) водным раствором гидроксида калия + в) хлороводородом г) гидросульфатом калия 4. При взаимодействии предельных альдегидов с водородом образуются: а) карбоновые кислоты б) простые эфиры в) вторичные спирты г) первичные спирты + 5. При восстановлении пропаналя образуется: а) пропановая кислота б) пропанол-2 в) пропанол-1 + г) изопропиловый спирт 5. Формалином называется: а) 35-40%-ный раствор этанола в воде б) 35-40%-ный раствор метаналя в воде + в) 35-40%-ный раствор муравьиного альдегида в воде + г) 35-40%-ный раствор формальдегида в воде + 6. Этаналь можно получить: а) дегидрированием этанола + б) окислением этанола кислородом в присутствии катализатора + в) взаимодействием этилена с водой г) взаимодействием ацетилена с водой + 7. Гомологами метаналя являются: а) этаналь + б) формалин в) бутаналь + г) этанол 8.Основной поставщик фенола и формальдегида в атмосферу: а) медицина б) деревообрабатывающая промышленность + в) химическая промышленность + г) пищевая промышленность 9. ПДК фенола в воздухе: а) 1 мг/м3 б) 20 мг/м3 в) 17 мг/м3 г) 5 мг/м3 + 10. ПДК фенола в сточных водах: а) 20 мг/м3 б) 1-2 мг/м3 + в) 12 мг/м3 г) 4 мг/м3 11. ПДК формальдегида в воздухе: а) 0,05 мг/м3 б) 0,007 мг/м3 в) 0,003 мг/м3 + г) 2 мг/м3 12. Смертельная доза 35% водного раствора формальдегида равна: а) 1 г б) 100 г в) 10-50г + г) 200г 13. Алкоголятами называются продукты взаимодействия: а) фенолов с активными металлами б) спиртов с галогеноводородами + в) спиртов с карбоновыми кислотами г) спиртов с активными металлами + 14. Укажите названия первичных спиртов: а) этанол + б) изопропиловый в) пропиловый + г) изобутиловый 15. Укажите названия веществ, с которыми реагирует этанол: а) бромоводород + б) уксусная кислота в) метанол г) раствор брома в четыреххлористом углероде 16. Назовите по систематической номенклатуре соединение, которое преимущественно получается при взаимодействии водного раствора щелочи с 2- хлорбутаном: а) 1- бутен б) 2- бутен в) 2- бутанол + г) 1- метил-1- пропанол 17. Какие соединения могут получиться при дегидратации 1- пропанола в различных условиях: а) пропилен + б) метилпропиловый эфир в) дипропиловый эфир + г) 2- пропанол 18. Этиленгликоль можно получать: а) взаимодействием ацетилена с водой + б) взаимодействием этилена с водным раствором перманганата калия + в) взаимодействием 1,2- дихлорэтана с водным раствором щелочи + г) взаимодействием этилена с водой 19. С какими веществами реагирует глицерин? а) нитрат калия б) азотная кислота + в) натрий + г) свежеприготовленный гидроксид меди + 20. При окислении первичного спирта можно получить: а) алкен б) альдегид + в) углекислый газ + г) простой эфир 21. При дегидратации этилового спирта образуется: а) этилен б) ацетилен в) пропилен + г) пропин 22. Изомерами бутанола- 1 являются: а) изопропиловый спирт б) пропанол- 1 в) бутанол-2 + г) 2-метилпропанол-2 + 23. Этаналь можно получить: а) дегидрированием этанола + б) окислением этанола кислородом в присугствии катализатора + в) взаимодействием этилена с водой г) взаимодействием ацетилена с водой + 24. Какой спирт образуется при восстановлении 3-метилбутаналя? а) третичный бутиловый б) 2-метилбуганол-1 в) 3-метилбуганол-1 + г) 2-метилбутанол-4 25. Гомологами метаналя являются: а) этаналь + б) формалин в) бутаналь + г) этанол 26. Какое вещество является изомером 2-метилпропаналя? а) 1-буганол б) буганаль в) валериановый альдегид + г) пентаналь + 27. Какие из перечисленных веществ являются между собой гомологами? а) масляный альдегид + б) этанол в) диметиловый эфир г) пентаналь + 28. Какие соединения могут образоваться при окислении этаналя в различных условиях? а) этанол ) этановая кислота в) углекислый газ г) пропионовая кислота 29. При окислении этилена кислородом в присутствии хлоридов палладия и меди преимущественно образуется: а) этанол б) этановая кислота + в) ацетальдегид г) этаналь 30. С какими веществами реагирует метановая кислота? а) метанол + б) алюминий + в) карбонат натрия + г) аммиачный раствор оксида серебра + 31. В отличие от других монокарбоновых кислот предельного ряда муравьиная кислота: а) реагирует с натрием б) жидкость при обычных условиях в) легко окисляется + г) представляет собой по строению альдегидокислоту + 32. При растворении в воде 1 моль уксусного ангидрида образуете а) 2 моль этаналя б) 2 моль этанола в) 2 моль уксусной кислоты + г) 1 моль метилацетата 33. С какими веществами реагирует ацетат натрия? а) соляная кислота + б) гидроксид натрия при нагревании + в) угольная кислота г) этан 34. При взаимодействии этанола и оксида углерода (П) соответствующих условиях получается? а) этаналь б) пропаналь в) пропановая кислота + г) метилацетат 35. С какими веществами реагирует муравьиная кислота? а) хлорид меди (П) б) сульфат натрия в) гидрокарбонат калия + г) аммиачный раствор оксида серебра + 36. В отличие от стеариновой кислоты олеиновая кислота: а) жидкая при комнатной температуре + б) растворима в воде в) обесцвечивает бромную воду + г) реагирует со щелочами 37. Какие вещества реагируют с водородом? а) линолевая кислота + б) этанол в) пропаналь + г) пропан 38. Какая реакция лежит в основе получения сложных эфиров? а) нейтрализации б) полимеризации в) этерификации + г) гидрирования 38. Какая кислота получается при окислении изобутилового спирта: а) бутановая + б) масляная в) валериановая г) 2- метилпропановая 39. Уксусную кислоту нельзя получить: а) окислением ацетальдегида б) восстановлением этаналя + в) окислением бутанола + г) окислением метана 40. Гомологи уксусной кислоты являются электролитами: а) слабыми + б) сильными в) амфотерными г) все предыдущие ответы неверны 41. С какими веществами реагирует как фенол, так и бензол? а) бром + б) нитрующая смесь в) натрий + г) водный раствор гидроксида натрия 42. Для обнаружения фенола используют: а) хлороводород б) свежеприготовленный раствор меди (II) в) хлорид железа трехвалентный + г) бромная вода + 43. Как называется альдегид
а) 2-Метил-3-пропилбутаналь; б) 2,3-диметилгексаналь; в) 4,5-диметилгексаналь; + г) 2-метил-2-пропилбутаналь. 44. С каким из веществ будет взаимодействовать этиловый спирт? а) NaOH; + б) Na; в) СаСО3; + г) НСl. 45. Расположите вещества в порядке увеличения кислотных свойств. Ответ: в, а, б 46. Расположите вещества в порядке увеличения кислотных свойств. Ответ: а, в, г 47. Какая реакция протекает при термическом крекинге нефтепродуктов а) гидратации б) хлорирования в) разрыва связи С-С + г) гидрирования [8, 9, 10].
ЛИТЕРАТУРА 1.Шишов С.Е., Кальней В.А. Школа: мониторинг качества образования. - М., 2000. 2.Горковенко М.Ю. Поурочные разработки по химии, Москва «ВАКО», 2005. 3.Ахметов Н.С. Учебник для 10класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1998 г. 4.Рудзитис Г.Е., Фельдман Р.Г. Учебник для 10 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992. 5. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для вузов — 4-е изд., исправл. — СПб: Химия, 1997. - 240 с.: ил. 6. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии: Учеб. для вузов / Под ред. И.И. Мазура.— М.: Высш. шк., 1999.- 447 с. 7. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Остроумова Е.Е. Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях. 10 класс: Учеб. пособие для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2004. – С. 190–215. 8. Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия / Под ред. В.А. Володина. – М.: Аванта+, 2001. – С. 370–393 9. Барковский Е.В., Врублевский А.И. Тесты по химии, Минск, Юнипресс, 2002 10. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Е.А. Алферова, Н.С. Ахметов, Н.В. Богомолова и др. М.: Дрофа, 1999. 11.Вивюрский В.Я. Вопросы, упражнения и задачи по органической химии с ответами и решениями. - М.: Гуманит. Изд. Центр ВАДОС, 1999. - 688с. 12. Патапов В.М., Татаринчик С.Н., Аверина А.В. Задачи и упражнение по органической химии. - М.: «Химия», 1997. - 144с. |
© 2009 Все права защищены. |