Λυμένες ασκήσεις. Λύση. α. Έστω C Η ο τύπος του αλκενίου. Η ποσότητα του Η που αντιδρά είναι n = 0,5 mol

Transcript

1 Λυμένες ασκήσεις 1 21 g ενός αλκενίου απαιτούν για πλήρη αντίδραση 11,2 L Η, μετρημένα σε συνθήκες STP. α. ποιος είναι ο συντακτικός τύπος του αλκενίου; β. πως μπορεί να παρασκευαστεί το αλκένιο αυτό με πρώτη ύλη αλκυλαλογονίδιο ; α. Έστω C Η ο τύπος του αλκενίου. Η ποσότητα του Η που αντιδρά είναι n =, ή n = = 0,5 mol, / Η χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται είναι: C ν Η 2ν + Η C Η 1mol x 1mol 0,5 mol x = 0,5 mol Από τη μάζα του αλκενίου C Η (Μ = 14ν) έχουμε : n = ή 0,5 = ή ν = 3 / άρα το αλκένιο είναι το CH CH = CH (προπένιο). β. το CH CH = CH μπορεί να παρασκευαστεί με αφυδραλογόνωση των δυο ισόμερων αλκυλαλογονίδιο C H X. CH CH CH X + NaOH CH CH = CH + ΝαΧ + H Ο ή 2 4,48 L αλκενίου Α, μετρημένα σε συνθήκες STP, καίγονται πλήρως, οπότε παράγονται 10,8 g υδρατμών. α. Ποιος είναι ο μοριακός τύπος του αλκενίου Α;

2 β. 10 L από το αλκένιο Α αναμιγνύονται με 500 L αέρα, που περιέχει 20% Ο και 80% Ν (ν/ν), και το μίγμα αναφλέγεται. Ποια είναι η σύσταση των καυσαερίων μετά την ψύξη τους στη συνηθισμένη θερμοκρασία; Οι όγκοι των αέριων έχουν μετρηθεί στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. α. Έστω C Η ο τύπος του αλκενίου. Η ποσότητα του είναι n =, ή n = = 0,2 mol, / C ν Η 2ν + O vco + νη Ο 0,2 mol 0,2vmol Η ποσότητα του Η Ο (Μ = 18) είναι n = ή n =, / = 0,6 mol Επομένως ισχύει 0,2ν = 0,6 ή ν = 3. Άρα ο μοριακός τύπος του αλκενίου Α είναι C H (προπένιο). β. Υπολογίζουμε τον όγκο του O που περιέχεται 500 L αέρα. Σε 100 L αέρα περιέχονται 20 L O >> 500 >> >> x >> x = 100 L O Επομένως ο αέρας περιέχει και = 400 L N C H + O 3CO + 3Η Ο 10L 10L 3 10L 3 10L Με την ψύξη των καυσαερίων στη συνηθισμένη θερμοκρασία υγροποιούνται οι υδρατμοί. Έτσι, μετά την ψύξη τους, τα καυσαέρια περιέχουν: CO : 30 L, N : 400L και Ο (.) = = 55 L 3 2,24 L ενός αλκενίου Α, μετρημένα σε συνθήκες STP,αντιδρούν πλήρως με Η. Ο υδρογονάνθρακας Β που προκύπτει καίγεται πλήρως, οπότε σχηματίζονται 8,8 g CO. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α και Β.

3 Έστω C Η ο τύπος του αλκενίου Α. Ο αριθμός moles του είναι n =, ή n = = 0,1 mol, / Οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται είναι: C ν Η 2ν + Η C ν Η 2ν+2 1mol (A) 0,1mol 1 mol (B) 0,1 mol C ν Η 2ν+2 + O vco 2 + (ν + 1)Η 2 Ο 1mol ν mol 0,1 mol 0,1 νmol Η ποσότητα του CO (Μ = 44) που σχηματίζεται είναι 0,1ν mol, οπότε έχουμε : n = ή 0,1 ν =, = 0,2 ή ν = 2 / Άρα οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α και Β είναι : Α:CH = CH και Β: CH CH 4 Ορισμένη ποσότητα 1- βρωμοπροπάνιου αντιδρά πλήρως με αλκοολικό διάλυμα ΚΟΗ. Η οργανική ένωση που προκύπτει αντιδρά πλήρως με Η, παρουσία Νi, και ο υδρογονάνθρακας που παράγεται καίγεται πλήρως με O, οπότε σχηματίζονται 7,2 g Η O. Να υπολογιστούν: α. η μάζα του 1- βρωμοπροπάνιου που αντέδρασε, β. ο όγκος του O που καταναλώθηκε, μετρημένος σε συνθήκες STP. α. Έστω x mol η ποσότητα του CH CH CH Βr που αντιδρά. Γραφούμε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται και εκφράζουμε συναρτήσει του x τον αριθμό moles των ουσιών που συμμετέχουν στις διαδοχικές αντιδράσεις. CH CH CH Βr + ΚΟΗ CH CH = CH + ΚΒr + Η Ο x mol CH CH = CH + Η CH CH CH x mol x mol C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4Η 2 Ο x mol 5x mol 4x mol x mol Η ποσότητα του Η Ο (Μ = 18) που σχηματίζεται είναι 4x mol, οπότε έχουμε:

4 n = / ή 4x =, = 0,4 ή x = 0,1 Άρα η μάζα του CH CH CH Βr (Μ = 123) που αντέδρασε είναι m = n Μ ή m = 0,1mol 123 = 12,3 g β. η ποσότητα του O που απαιτείται για την καύση είναι 5x mol,δηλαδή 0,5 mol. Άρα ο όγκος του, μετρημένος σε συνθήκες STP, είναι V = n V ή V = 0,5 mol 22,4 = 11,2 L 5 Σε 400 L διαλύματος Βr σε CCl, περιεκτικότητας 8% w/v, διοχετεύονται 6,3 g προπενίου. Να εξετάσετε αν θα αποχρωματιστεί το διάλυμα Βr. Το διάλυμα Βr σε CCl είναι καστανέρυθρο. Αν η ποσότητα του Βr που περιέχεται στο διάλυμα αντιδράσει πλήρως με το αλκένιο, το διάλυμα θα αποχρωματιστεί. Αντίθετα, αν το Βr βρίσκεται σε περίσσεια, το διάλυμα δεν θα αποχρωματιστεί. Βρίσκουμε τις αρχικές ποσότητες του Βr (Μ = 160) και του C H (Μ = 42) και ελέγχουμε ποιό από τα αντιδρώντα βρίσκεται σε περίσσεια. Έχουμε: Στα 100 ml διαλύματος περιέχονται 8 g Βr >> 400 >> >> >> >> x >> x = 32 g Οι αρχικές ποσότητες των αντιδρώντων είναι :, n = = 0,2 mol και n / = = 0,15 mol / Η χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται είναι: CH CH = CH + Βr Βr Από τη στοιχειομετρία της αντίδρασης Το 1 mol C H απαιτεί 1 mol Βr Τα 0,15 >> >> απαιτούν 0,15 >> >> προκύπτει ότι: Άρα, αφού η αρχική ποσότητα του Βr είναι 0,2 mol, συμπεραίνουμε ότι το Βr είναι σε περίσσεια. Δηλαδή Βr δεν αντιδρά πλήρως, οπότε το διάλυμα Βr δεν θα αποχρωματιστεί.

5 Ερωτήσεις κλειστου τύπου 1.Αν ένα μείγμα μεθανίου, αιθενίου, προπενίου και προπανίου διαβιβασθεί σε περίσσεια διαλύματος Br 2 σε CCl 4, τότε τα αέρια που εξέρχονται από το διάλυμα αυτό είναι: α. μεθάνιο και προπάνιο β. αιθένιο και προπένιο γ. μεθάνιο δ. μεθάνιο, αιθένιο, προπάνιο και προπένιο. 2.Κατά την προσθήκη υδροβρωμίου σε προπένιο προκύπτει κυρίως: α. 1-βρωμο προπάνιο β. 1,1-διβρωμο προπάνιο γ. 2-βρωμο προπάνιο δ. 1,2-διβρωμο προπάνιο. 3.Ο πολυμερισμός των αλκενίων αποδίδεται με τη χημική εξίσωση:

6 4.Δίνονται οι πιο κάτω πληροφορίες που αφορούν την άγνωστη ένωση Χ: i) έχει πολλαπλό δεσμό ii) μπορεί να πολυμεριστεί iii) παρασκευάζεται από το χλωροαιθάνιο σε ένα στάδιο. Επομένως η ένωση Χ είναι: α. το προπένιο β. το αιθένιο γ. το αιθυλοχλωρίδιο δ. το βουτάνιο. 5.Μια ένωση Χ έχει τις παρακάτω ιδιότητες: δίνει αντιδράσεις προσθήκης, πολυμερίζεται, καίγεται και δίνει αντιδράσεις αντικατάστασης. Η ένωση Χ μπορεί να είναι: α. αιθάνιο γ. βενζόλιο β. ακετυλένιο δ. αιθένιο. 6. Nα γίνει αντιστοίχηση των αντιδρώντων σωμάτων της στήλης (I) με τα προϊόντα της στήλης (ΙΙ). (Ι) (ΙΙ) Α. H 2 + C 2 H 4 α. 1,2-διβρωμοαιθάνιο Β. ΗBr + C 2 H 4 β. βρωμοαιθάνιο Γ. Βr 2 + C 2 H 4 γ. αιθανόλη Δ. H 2 O + C 2 H 4 δ. αιθάνιο. 7. Να γίνει αντιστοίχηση των διεργασιών που αναφέρονται στη στήλη (I) με τα προϊόντα που προκύπτουν και είναι γραμμένα στη στήλη (II). (I) (II) Α. αφυδάτωση αιθανόλης α. (- CH 2 - CH 2 -) ν

7 Β. προσθήκη Η 2 σε προπένιο β. CH 2 = CH 2 Γ. επίδραση HΒr σε αιθυλένιο γ. CH 2 Br CH 2 Br CH 3 Δ. πολυμερισμός αιθυλενίου δ. CH 3 - CH 2 - CH 3 Ε. επίδραση Br 2 σε προπένιο ε. CH 3 - CH 2- Br. 8.Το κύριο προϊόν της αντίδρασης του HCl με το 1-βουτένιο είναι: α. 1-χλωροβουτάνιο, β. 2-χλωροβουτάνιο, γ. 1,1-διχλωροβουτάνιο, δ. 2χλωρο-1-βουτένιο. Να επιλέξετε και να αιτιολογήσετε τη σωστή απάντηση 9.Να αντιστοιχήσετε το κάθε μονομερές της στήλης (Ι) με το πολυμερές της στήλης (ΙΙ). (Ι) α. P.V.C. (ΙΙ) Α. προπένιο β. (- CH 2 - CH 2 -) ν Β. χλωροαιθυλένιο Γ. προπενονιτρίλιο Δ. αιθίνιο δ. C 6 H 6 Ε. Αιθυλένιο ε. Οrlon. 10.Να γίνει αντιστοίχηση των ακόρεστων μονομερών της στήλης (I) με τα προϊόντα που προκύπτουν από τον πολυμερισμό τους και βρίσκονται στη στήλη (II). (I) (II) A. 2-μεθυλο-1,3-βουταδιένιο α. πολυαιθυλένιο B. 1,3-βουταδιένιο β. πολυβινυλοχλωρίδιο Γ. χλωροαιθένιο γ. τεχνητό καουτσούκ Δ. αιθένιο δ. συνθετικό καουστούκ Ε. αιθίνιο ε. βενζόλιο.

8 Προβλήματα 1 Yπολογίστε την ελάχιστη μάζα του αλκυλοβρωμιδίου που απαιτείται για την παρασκευή 0,5mol προπενίου. 2 Ένας υδρογονάνθρακας έχει στο μόριό του 8 άτομα υδρογόνου και η σχετική μοριακή μάζα του είναι ίση με 56. Ο υδρογονάνθρακας αυτός πληροφορίες να δείξετε τι θα ισχύει από τα παρακάτω: αντιδρά με Br 2. Από αυτές τις α) έχει μοριακό τύπο C 4 H 8 β) είναι ακόρεστη οργανική ένωση γ) μπορεί να έχει συντακτικό τύπο: δ) πιθανώς πολυμερίζεται 3 21 g ενός αλκενίου απαιτούν για πλήρη αντίδραση 11,2 L H 2, σε STP. Ποιος ο συντακτικός τύπος του αλκενίου; 4 5,6 g αιθενίου αντιδρούν πλήρως με Η2. Το αλκάνιο που προκύπτει καίγεται πλήρως με Ο 2. Να υπολογιστούν: α) ο όγκος του αλκανίου σε stp. β) η μάζα του CO 2 που παράγεται από την καύση, γ) ο όγκος του Ο2, σε stp, που απαιτείται για την καύση. 5 2,8 g ενός αλκενίου απαιτούν για πλήρη αντίδραση 80 ml διαλύματος Br2 10% w/v. α)ποιος ο μοριακός τύπος του αλκενίου και ποια τα συντακτικά ισομερή του; β)ένα από τα ισομερή, που έχει διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα, αντιδρά πλήρως με Η2Ο, οπότε σχηματίζονται 14,8 g προϊόντος. Να βρεθεί ο συντακτικός τύπος και η μάζα του ισομερούς αυτού. 6 2,24 L αλκενίου Α σε STP, αντιδρούν πλήρως με Βr2, οπότε σχηματίζονται 20,2 g ένωσης Β. Ποιοι οι συντακτικοί τύποι των Α και Β; 7 Αέριο μίγμα που αποτελείται από προπένιο και ένα αλκίνιο Α, έχει όγκο 8,96 L σε STP. Το μίγμα αυτό απαιτεί για πλήρη υδρογόνωση 1,2 g H2 (παρουσία Νi), οπότε σχηματίζεται μια μόνο οργανική ένωση Β, η οποία δεν αποχρωματίζει διάλυμα Br2 σε CCl4. α) Ποιος ο μοριακός τύπος του Α; β)να υπολογιστεί η σύσταση του μίγματος σε mol.

9 8 Ποιος όγκος αιθενίου σε stp, πρέπει να αντιδράσει πλήρως με υδρατμούς, ώστε να σχηματιστούν 9,2 g αιθανόλης; Η ποσότητα της αιθανόλης καίγεται πλήρως με αέρα (20% Ο2 v/v). Να υπολογιστούν:α)η μάζα του CO2 που παράγεται,β)ο όγκος του αέρα σε STP, που απαιτείται για την καύση. 9 Αιθένιο διαβιβάζεται σε βρώμιο. Όταν το βρώμιο αποχρωματιστεί εντελώς, παίρνουμε μία ουσία που ζυγίζει 100g. α) Ποιος είναι ο συντακτικός τύπος και η ονομασία της ουσίας που παράχθηκε ; β) Πόσα mol αιθενίου χρησιμοποιήθηκαν; γ)από πόσα γραμμάρια αιθανόλης παρασκευάζεται το αιθένιο που χρησιμοποιήσαμε; 10 H σχετική μοριακή μάζα πολυμερούς ενός αλκενίου είναι Αν τα 5,6 L του μονομερούς ζυγίζουν 7 g σε STP να βρεθούν: α) ο συντακτικός τύπος του αλκενίου, β) πόσα μόρια μονομερούς συνθέτουν το πολυμερές.