ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 1 Вопрос 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Из приведенного списка выберите формулы органических веществ: NH₄HCO₃, C₃H₇OH, C₆H₆, CaCO₃, HCOONa, CH₃NH₂, CO₂, H₂CO₃, KNO₃. Рассчитайте массовую долю углерода в этих веществах.

Органические вещества:

\( C_3H_7OH \) — одноатомный спирт (пропанол)

\( \omega(C) = \frac{3 \cdot Ar(C)}{3 \cdot Ar(C) + Ar(O) + Ar(H) \cdot 8} \cdot 100\% = \frac{36}{60} \cdot 100\% = 60\% \)

\( C_6H_6 \) — ароматическое соединение (бензол)

\( \omega(C) = \frac{6 \cdot Ar(C)}{6 \cdot Ar(C) + Ar(H) \cdot 6} \cdot 100\% = \frac{72}{78} \cdot 100\% = 92{,}3\% \)

\( HCOONa \) — соль органической кислоты (формиат натрия, соль муравьиной кислоты)

\( \omega(C) = \frac{Ar(C)}{Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) + Ar(H) + Ar(Na)} \cdot 100\% = \frac{12}{68} \cdot 100\% = 17{,}6\% \)

\( CH_3NH_2 \) — амин (метиламин)

\( \omega(C) = \frac{Ar(C)}{Ar(C) + 5 \cdot Ar(H) + Ar(N)} \cdot 100\% = \frac{12}{31} \cdot 100\% = 38{,}7\% \)

Оставшиеся вещества относятся к неорганическим соединениям: \( NH_4HCO_3 \) и \( CaCO_3 \) являются солями угольной кислоты, \( CO_2 \) представляет собой углекислый газ, \( H_2CO_3 \) — угольная кислота, а \( KNO_3 \) — нитрат калия.

Органическими в этом списке будут те соединения, которые относятся к классам органических веществ (углеводороды, спирты, амины, соли органических кислот). При этом нужно помнить важное исключение: некоторые вещества с углеродом относят к неорганическим (например, \( CO_2 \), \( H_2CO_3 \) и их соли карбонаты и гидрокарбонаты).

Органические вещества из списка

1. \( C_3H_7OH \) (пропанол, одноатомный спирт)

Это спирт, так как содержит гидроксильную группу –\( OH \), а спирты относятся к органическим соединениям.

Массовая доля углерода находится по формуле \( \omega(C) = \frac{m(C)}{M} \cdot 100\% \), где \( m(C) \) — масса всех атомов углерода в 1 моль вещества, \( M \) — молярная масса вещества.

Берём относительные атомные массы: \( Ar(C) = 12 \), \( Ar(H) = 1 \), \( Ar(O) = 16 \).
В молекуле \( C_3H_7OH \) всего 3 атома \( C \), 8 атомов \( H \) и 1 атом \( O \) (то есть \( C_3H_8O \)).
\( M(C_3H_7OH) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 16 = 36 + 8 + 16 = 60 \).
\( m(C) = 3 \cdot 12 = 36 \).
\( \omega(C) = \frac{36}{60} \cdot 100\% = 60\% \).

2. \( C_6H_6 \) (бензол, ароматический углеводород)

Это углеводород (состоит только из \( C \) и \( H \)), а углеводороды относятся к органическим веществам. Бензол относится к ароматическим соединениям.

\( Ar(C) = 12 \), \( Ar(H) = 1 \).
\( M(C_6H_6) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 72 + 6 = 78 \).
\( m(C) = 6 \cdot 12 = 72 \).
\( \omega(C) = \frac{72}{78} \cdot 100\% \approx 92{,}3\% \).

3. \( HCOONa \) (формиат натрия)

Это соль муравьиной кислоты \( HCOOH \). Муравьиная кислота — органическая кислота, следовательно, её соль тоже относится к органическим веществам (соли органических кислот).

\( Ar(C) = 12 \), \( Ar(H) = 1 \), \( Ar(O) = 16 \), \( Ar(Na) = 23 \).
В формуле 1 атом \( C \), 1 атом \( H \), 2 атома \( O \), 1 атом \( Na \).
\( M(HCOONa) = 12 + 1 + 2 \cdot 16 + 23 = 12 + 1 + 32 + 23 = 68 \).
\( m(C) = 12 \).
\( \omega(C) = \frac{12}{68} \cdot 100\% \approx 17{,}6\% \).

4. \( CH_3NH_2 \) (метиламин)

Метиламин относится к аминам. Амины — органические производные аммиака, где один или несколько атомов водорода заменены углеводородным радикалом. Здесь радикал \( CH_3– \), значит вещество органическое.

\( Ar(C) = 12 \), \( Ar(H) = 1 \), \( Ar(N) = 14 \).
В молекуле 1 атом \( C \), 5 атомов \( H \), 1 атом \( N \).
\( M(CH_3NH_2) = 12 + 5 \cdot 1 + 14 = 12 + 5 + 14 = 31 \).
\( m(C) = 12 \).
\( \omega(C) = \frac{12}{31} \cdot 100\% \approx 38{,}7\% \).

Почему остальные вещества неорганические

\( NH_4HCO_3 \) — гидрокарбонат аммония, соль угольной кислоты; такие соли относят к неорганическим соединениям.
\( CaCO_3 \) — карбонат кальция, тоже соль угольной кислоты и относится к неорганическим веществам.
\( CO_2 \) — оксид углерода (углекислый газ), считается неорганическим соединением.
\( H_2CO_3 \) — угольная кислота, относится к неорганическим кислотам.
\( KNO_3 \) — нитрат калия, типичная неорганическая соль, углерода не содержит, поэтому к органическим веществам не относится.

Итог по органическим веществам и массовым долям углерода
\( C_3H_7OH \): \( \omega(C) = 60\% \)
\( C_6H_6 \): \( \omega(C) \approx 92{,}3\% \)
\( HCOONa \): \( \omega(C) \approx 17{,}6\% \)
\( CH_3NH_2 \): \( \omega(C) \approx 38{,}7\% \)