Олимпиада есептері 10 сынып-1 Көмірсутек. 5 балл

Өлшеніп алынған ашудас түзуге бейім белгісіз, сусыз тұз аммиак суында ерітілді. Алынған ерітіндіге көмір қышқыл газын жібергенде немесе оны көп уақыт бойы қайнатқанда ақ тұнба түзіледі. Азот ағынында қыздырылғаннан кейін тұнбаның массасы 9,37г болды. Егер тұнбаның осындай массасы сутегінің ағынында қыздырылса, 8,57г сұр түсті ұнтақ зат түзіледі. Аталған заттардың бәрін анықтағанда, реакция теңдеулерін жазыңдар, өлшеніп алынған белгісіз тұздардың массасын табыңдар.

І топтың металының өкілдері болуы мүмкін емес, себебі олардың гидроксидтері ақ тұнба түзбейді.

Me₂(SO₄)₂+18NH₄OH=3(NH₄)₂SO₄+2[Me(NH₃)]*(OH)₃+12H₂O

t⁰

[Me(NH₃)₆](OH)₃→6NH₃+Me(OH)₃

[Me(NH₃)₆](OH)₃+3CO₂+3H₂O=3(NH₄)₂CO₃+Me(OH)₃

Бұл ақ түсті металл гидроксидінің қыздырғанда мынадай реакция жүреді

t⁰

2Ме(ОН)₃→Ме₂О₃+3Н₂О

Ал сутек ағынында тотықсыздану процесі жүруі мүмкін:

Ме₂О₃+3Н₂=2Ме+3Н₂О

Егер металдың эквиваленттік массасын Х деп белгілесек, онда эквивалент заңы бойынша теңдеу құрамыз.

Х+Э₀/Х+m(Me₂O₃)/m(M_e)

X+8/X=9.37/8.57

Бұдан Х=85.7

A_me=85.7*Z

A_me=85.7*3=257.1

Бұл атомдық масса есептің шартына сәйкес келмейді. Демек тотықсыздану процесі металға дейін емес, оксидке дейін жүрген:

Ме₂О₃+Н₂=2МеО+Н₂О (1)

Ме₂О₃+Н₂=Ме₂О+2Н₂О (2)

Егер металдың атомдық массасын Х деп белгілесек, онда (1) реакция теңдеуі бойынша 2х+48/2х+32=9.37/8.57

x=A=69.7

Бұл Ga металы.

Екінші теңдеу бойынша:

2х+48/2х+16=19.37/8.57

x=A=163.4

Бұл атомдық масса есептің шартына сәйкес келмейді. Сонымен бастапқы тұз Ga(SO₄)₃. Өлшеніп алынған тұздың массасын былай есептейміз:

М(Ga₂(So₄)₃)/y=M(Ga₂O₃)/m(Ga₂O₃)

427.4/y=187.4/9.37

y=21.37г.

100г этанолдың гександағы ерітіндісі 10,3г натриймен әрекеттеседі. Ерітіндінің осындай мөлшерін 150⁰С-та алюминий оксидінен өткізгенде ол толық әрекеттесті. Катализдік түтіктен шыққан қоспа қараңғыда 12г бромнан дайындалған, бром суымен реакцияға түседі.

Түтіктен шыққан қоспаның сапалық және сандық құрамын анықтаңыздар.

Шешуі:

Жүретін реакция теңдеулерін жазайық.

2С₂Н₅ОН+2Na=2C₂H₅ONa+H₂ (1)

C₂H₅OH→CH₂+H₂O (2)

2C₂H₅OH→C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O (3)

CH₂=CH₂+Br₂=CH₂Br-CH₂Br (4)

150⁰С температурада (2) және (3) реакция жүреді. (1) және (4) реакция бөлме температурасындада жақсы жүреді. Енді 10,3г натрий массасын зат мөлшеріне (мольге) айналдырайық, V_Na=m_Na/m_Na=10.3г/23г/моль=0,45моль

(1) реакция бойынша 0,45 моль натриймен 0,45 моль этанол әрекеттеседі.

m_эт=V_эт*М_эт=0,45*46=20,7г

Онда гексанның (еріткіш) массасы 79,3г (100г-20,7г) тең болады. 12г бромды мольге айналдырсақ, V_Br=12г/80=0,15моль тең болады. (4) реакция бойынша 0,15 моль броммен 0,15 моль этилен әрекеттеседі. Демек, (2) реакция бойынша 0,15 моль су түзіледі. Енді (3) теңдеу бойынша реакцияға қатысқан этанолдың мөлшері 0,3 мольге тең болады. Осы реакция бойынша 0,3 моль этанолдан 0,15 моль жай эфир және 0,15 моль су түзіледі. (2) және (3) реакциялар бойынша барлығы 0,3 моль су түзіледі.

Сонымен қоспаның массалық құрамы мынадай болады:

Гексан – 79,3г

Этилен – m_э=0.15 моль

28г/моль=4.2г

Диэтилэфир m_эф=0.15*74=11,1г

Су- m_су=0.3моль*18г/моль=5,4

Қанықпаған 4 көмірсутегінің проценттік құрамдары бірдей: 8,5,7 процент С және 14,3 процент Н. Олардың ауамен салыстырғандағы тығыздықтары 0,98; 1,5; 2,0; 2,43 болса, олар қандай көмірсутектер? Бұл көмірсутектердің алыну реакциялары теңдеулерін жаз. Структуралық (графикалық) формулаларын келтір.

Ауамен салыстырмалы тығыздықтары негізінде көмірсутектердің жеке-жеке салыстырмалы молекулалық массаларын есептейік:

D_ауа= Mr(C_xH_y)/Mr(_ауа)

Mr(_ауа)=29;

M₁(C_xH_y)=29*0.98=28.42;

M₂(C_xH_y)=29*1.5=43.5

M₃(C_xH_y)=29*2.58

M₄(M_xH_y)=29*2.43=70.47

Енді көмірсутектердің проценттік құрамы бойынша көміртегі мен сутегінің мөлшерін есептейік:

100г C_xH_y -85,7г С болса,

28,42г C_xH_y –х₁ г.

Х₁=28,42* 85,7/100:=23,25г С;

23,25: 12≈2; екі атом С

100г C_xH_y -14,3г Н,

28,42г C_xH_y –х₂ г;

х₂=28.42*14.3/100=4.1г Н

сутегінің атом саны-4,1:1=47

Бірінші көмірсутегінің формуласы – С₂Н₄, бұл-этилен;

СН₂=CH₂-этиленнің графикалық (структуралық) формуласы.

Этиленнің алынуы:

С₂Н₅ОН*Н₂SO₄/t⁰*C₂H₄↑+H₂O немесе С₂Н₆→С₂Н₄+Н₂;

100г С_хН_у – 85,7г С;

43,5г С_хН_у –х₃г;

х₃=85.7*43.5/100=37.28г С

37,28:12=3 атом С.

100г С_хН_у –14,3г Н,

43,5г С_хН_у –х₄;

Х₄=43,5*14,3/100=6,2г Н.

6,2:1=6 атом Н.

Екінші көмірсутегі С₃Н₆-пропен, СН₂=СН-СН₃.

Алынуы:

С3Н₈→С3Н₆+Н₂;

58г С_хН_у –х₅ г;

х₅=85,7*58/100=49,7г С.

100г С_хН_у –14,3г Н бар 58г С_хН_у –х₆ г;

х₆=58*14,3/100=8,3г Н

8,3:1=8 атом Н№

Үшінші көмірсутегі С₄Н₈-бутен.

Н₂С=СН-СН₂-СН₃ бутен-1

СН₃-СН=СН-СН₃ бутен-2

С₄Н₁₀→С₄Н₃+Н₂

100г С_хН_у –85,7г С

100г С_хН_у –14,3г Н бар

79,47гт С_хН_у –х₈ г

х₈=79,47*14,3/100=10,08г Н

10,08:1=10 атом Н№

Төртінші көмірсутегінің формуласы С₅Н₁₀-пентен. Кейбір изомерлерінің формуласы мен аттары:

Н₂С=СН-СН₂-СН₃ пентен-1

Н₂С=СН-СН₂-СН₃-СН₃ пентен-2

СН₃-СН=С-СН₃ 2-метилбутен-2

|

СН₃

Бәрі де қанықпаған көмірсутектерінің өкілдері.

41,3г мыс пен мыс(ІІ) оксидінің 88 проценттік күкірт қышқылының біраз мөлшерінде ерітілген. Реакция нәтижесінде, 8,96л газ(қ.ж) бөлінген. Қоспаның алғашқы құрамын және түзілген тұздың мөлшерін есепте.

Концентрлі күкір қышқылы қоспа құрамындағы екі затпен де әрекеттеседі

Cu+2H₂SO₄=CuSO₂+SO₂↓+2H₂O

CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O

Реакция нәтижесінде бөлінген газ күкірт (ІҮ) оксиді SO₂. Бөлінген газдың көлемі бойынша әрекеттескен қоспадағы мыстың мөлшерін есептейміз:

Х₁ 8,96

Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂↓2H₂O

64г 22,4

х₁=25,6г Cu.

Қоспа құрамындағы мыс(ІІ) оксидінің мөлшері 41,3-25,6=15,7г болады. Есептің шартына сәйкес түзілген тұздың мөлшерін есептесек:

25,6 х₂

Cu2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂↓+2H₂O

64. 
    160
    

х₂=25.6*100/64=64г CuSO₄

7. 
   x₃
   

80 160

х₂=15.7*160/80=31.4г CuSO₄

Барлық түзілген тұздың мөлшері

64+31,4=95.4г.

Жауабы 25,6г Cu 15,7г CuO, 95,4г Cu SO₄
№ 2-есеп.

81,95г калий хлориді, калий нитраты және бертолет тұздарының қоспасы массалары тұрақталғанда дейін қатты қыздырылған кезде газ бөлінген. Ол газды сутегімен әрекеттестіргенде, 14,4г су түзілген. Қатты қыздырылғаннан кейінгі өнім суда ерітіліп, күміс нитратының ерітіндісімен өңделген. Сонда 100,45г тұнба түзілген. Қоспаның проценттік құрамын анықтаңдар.

Қатты қыздырғанда, калий нитраты мен бертолет тұзы айырылып, оттегі бөлінеді:

2КNO₃=2KNO₂+O₂↑ (1)

2KCIO₃=2KCI+3O₂↑ (2)

Бөлінген оттегінің сутегімен әрекеттесуі нәтижесінде түзілген судың мөлшерін біле отырып, оған кеткен оттегінің мөлшерін есептейміз:

Х₁ 14,4

2Н₂+О₂=2H₂O

32. 
    36
    

х₁=14.4*32/36=12.8г О₂;

Оттегінің бұл мөлшері екі тұздың (КNO₃ мен KCIO₃) айыру нәтижесінде түзілгенін ескере осынша мөлшерде газ түзілу үшін қанша тұздар айырылғанын (1) және (2) теңдеулер бойынша есептейміз. Екі теңдеудің сол жақ бөлігін, оң жақ бөлігіне оң жақ бөлігін қосып, төмендегідей теңдеу құрайық:

2KNO₃+2KCI₃=2KNO₃+2KCI+4O₂↑ (3)

Бұл теңдеудегі коэффициенттер жұп санды болғандықтан, екіге қысқартып, төмендегідей теңдеу аламыз:

KNO₃+KCIO₃=KNO₂+KCI+2O₂↑ (4)

Осы теңдеуді (4) пайдаланып, 12,8г О₂ түзілу үшін қоспада KNO₃ пен KCIO₃ –тің мөлшері қандай екенін есептейміз:

Х₂ 12,8

KNO₃+KCIO₃/223,5=KNO₂+KCI+2O₂↑

64

х₂=12.8*223.5/64=44.7KNO₃ пен KCIO₃

Енді әуелгі қоспадағы калий хлоридінің мөлшерін табайық:

81,95-44,7=37,25г KCI

Қатты қыздырғаннан кейінгі қалдық құрамындағы калий хлоридінің мөлшерін күміс нитратымен әрекеттескеннен кейінгі түзілген тұнбаның мөлшері бойынша табамыз:

Х₃ 100,45

KCI+AgNO₃=AgCI↓+KNO₃ (5)

5. 
   143.5
   

х₃=100.45*74.5/143.5=52.15г KCI

Бертолет тұзы айырылуы кезінде түзілген калий хлоридінің мөлшері:

52,15-37,25=14,9г KCI

14,9г KCI түзілуі үшін айырылған KCIО₃ мөлшерін есептейік:

Х₄ 14,9

2KCIО₃=2KCI+3О₂↑ (6)

245. 
     149
     

Х₄=245*14,9/74,5=24,5 KCIО₃

Қоспада 24,5г бертолет тұзы болған. Бұл мәлімет бойынша қоспадағы калий нитратының мөлшері 44,7-24,2г болады. Қоспадағы тұздардың проценттік мөлшері:

С%_ксе=37,25/81,95*100=45,45;

С%_ксIo3=24.5/81.95*100=29.9;

C%_kno3=20.2/81.95*100=24.65;

Жауабы: 45,45%KCI;

8-сынып

№ 1-есеп.

Азот қышқыл натрий мен натрий хлоридінің 3,72 қоспасы 21,28мл суда ерітілген. Осы ерітіндінің азот қышқыл күміс тұхымен әрекеттестіргенде 2,86г тұнба түзілген. Қоспаның проценттік құрамын және даярланған ерітіндідегі тұздардың проценттік мөлшерін есепте.

Ерітіндінің мөлшерін есептейміз:

21,28мл немесе 21,28г су

21,28+3,72=25г ерітінді.

Азот қышқыл күміс тұзымен ерітіндідегі натрий хлориді ғана реакцияланады:

NaCI+AgNO₃=AgCI↓+NaNo₃

Түзілген тұнбаның мөлшері бойынша ерітіндіде қанша натрий хлориді болғанын есептейміз:

Х₁ 2,86г

NaCI+AgNO₃=AgCI↓+NaNO₃

5. 
   143.5г
   

Х₁=2,86*58,5/143,5=1,17г NaCI

Қоспадағы азот қышқыл натрий тұзының мөлшері:

3,72-1,17=2,55г.

Қоспадағы тұздардың проценттік құрамын есептейміз.

%NaCI=1.17/3.72*100≈4.68%

%NaNO₃=2.55/3.72*100≈68.55

Ерітіндідегі қоспаның жеке-жеке проценттік мөлшерін есептейміз:

25г ерітіндіде 1,17г NaCI,

100г ерітіндіде-Х₂;

бұдан Х₂=1,17/25*10≈4,68%

25г ерітіндіде – 2,55г NaNO_3,

100г ерітіндіде-Х₃;

Х₃=2,55/25*100≈10,2%

Д.И.Менделеевтің периодтық системасында бір периодқа орналасқан екі элемент А₂В₂ қосылысын түзеді. А элементі оксидінің құрамында 47 процент оттегі бар, ал екінші элемент сутегімен қосылысының құрамында 94,1 процент В элементі бар. А және В элементтерін ата.

Есептің шарты бойынша А₂В₃ қосындысында А элементі үш валентті, ал В элементі екі валентті. Оттегінің проценттік молшері бойынша А элементі оксидінің молекулалық массасын есептейміз:

100г оксидте (А₂В₃)-47г О бар,

Х₁ г оксидте -48 г О бар.

(Мұндағы 48г – оттегінің үш атомының массасы)

Х₁=48*100/47=102г.

Бұл оксидтің құрамына А элементінің 2 атомы кіретінін ескеріп, оның мөлшерін табамыз:

2А=102-48=54

А=54:2=27г.

Бұл алюминийдің массасына сәйкес келеді де, оның оксидінің формуласы АІО₃ болады.

В элементі екі валентті болғандықтан, оның сутекті қосылысының Н₂В молекулалық массасын есептеу үшін сутегінің проценттік мөлшері:

100-94,1=59% болатынын есептейміз.

100гН₂В қосылысында 5,9гН, х₂ қосылысында 2г Н бар (2 атомына сәйкес):

х₂=2*100/5,9=34г Н2В