Задачи на вывод формулы вещества

Т. Н. Валуева, А. М. Краснова 

ЗАДАЧИ НА ВЫВОД  

ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВА 

Учебное пособие  
для студентов направления подготовки «Химия» 

Москва 
Берлин 
2019 

УДК 372.854(072)+54(075) 
ББК 74.262.4я7+24р20я9 
   В15 

Рецензент: 
Карташова Т. Д.  — кандидат химических наук, доцент 
кафедры химии ФГБОУ ВО «ТулГУ» 

Валуева, Т. Н.

В15
Задачи на вывод формулы вещества : учебное 

пособие 
для 
студентов 
направления 
подготовки 
«Химия» / Т. Н. Валуева, А. М. Краснова. — Москва ; 
Берлин : Директ-Медиа, 2019. — 37 с. 

ISBN 978-5-4499-0505-5 

В пособии рассматриваются способы решения задач 
на вывод формулы вещества, при этом обсуждается 
наиболее 
рациональные 
подходы. 
Пособие 
предназначено для студентов направления подготовки 
«Химия» и учителей химии. 

Текст приводится в авторской редакции. 

УДК 372.854(072)+54(075) 
ББК 74.262.4я7+24р20я9 

ISBN 978-5-4499-0505-5
© Валуева, Т. Н., Краснова, А. М.,  текст, 2019
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019 

В системе понятий о веществе центральным является 

химическая 
формула 
вещества. 
Вещество 
и 
его 

графическое изображение – химическая формула – являются 

объектом 
изучения. 
Химическую 
формулу 
можно 

рассматривать как средство изучения органической химии, 

ставя перед обучаемыми задачу извлечения максимальной 

информации из химической формулы и обратную задачу – 

определение вещества и его химической формулы на 

основании различной информации. Информация о веществе 

может быть разной, поэтому существуют разные типы 

химических формул. В зависимости от полноты информации 

химические формулы делятся на некоторые типы (схема 1), 

примеры приведены в таблице 1. 

3 

Химическая 

Электронная
Молекулярная 
Эмпирическая

Простейшая
Структурная
Истинная

Скелетная

Пространственная

проекционная 

Ньюмена

Фишера

4 

 
 
Таблица 1

Название
вещества 

Химические формулы

Простейшая
Молекулярная
Структурная
Пространственная

Уксусная 
кислота 

CH2O
C2H4O2

 

Метилформиат
CH2O
C2H4O2

 

 
4 

1. Нахождение молекулярной формулы вещества  
в газообразном состоянии по его элементному составу 
 
Решая задачи по нахождению молекулярной формулы 

газообразного вещества, следует использовать формулу 

расчета массовой доли элемента в веществе: 

ω(эл-та) =

)
(

)
(
)
(

ва
в
r
M

та
эл
n
та
эл
r
A

−

−
⋅
−
                           (1) 

где  n(эл-та) – число атомов элемента в формульной единице 

вещества (индекс). 

Это дает возможность быстро подсчитать число атомов 

каждого элемента в веществе: 

n(эл-та) =

)
(

)
(
)
(

та
эл
r
А

та
эл
ва
в
r
М

−

−
⋅
−
ω
                               (2) 

Задача 1. Плотность по водороду вещества, имеющего 

состав: углерода – 24,24 %, водорода – 4,04 %, хлора – 71,72 

%, равна 49,5. Найдите молекулярную формулу вещества. 

Дано:

ω(C) = 0,2424 

ω(H) = 0,0404 

ω(Сl) = 0,7172 

DH2(в-ва) = 49,5 

Решение:

Первый способ 

Зная элементный состав вещества, 

составим 
его 
формулу 
СxHyClz, 

обозначив буквами x, y, z число 

атомов каждого элемента. 
СxHyClz – ?

 
5 

Mr(СxHyClz) = 2∙ DH2(СxHyClz); 

Mr(СxHyClz) = 2∙ 49,5 = 99 

Для нахождения x, y и z используем формулу (2): 

n(C) =
12

2424
,0
99 ⋅

 = 2;     x = 2;  

n(Н) = 
1

0404
,0
99 ⋅

 = 4;     y = 4; 

n(C) = 
5,
35

7172
,0
99 ⋅

 = 2;     z = 2. 

Молекулярная формула вещества – С2H4Cl2.  

Использование 
данного 
способа 
(по 
алгебраической 

формуле) наиболее рационально и целесообразно в классах 

естественнонаучного и химического профиля. 

Второй способ 

В классах гуманитарного профиля можно опираться на 

умения, сформированные при обучении математике: для 

нахождения части от целого необходимо целое умножить 

на долю части.  

В химии это означает, что по молекулярной (молярной) 

массе (целое) вещества и массовой доле элемента в веществе 

(доля части от целого) находят массу элемента в веществе 

(часть от целого): 

 
6 

ω (эл-та) = М(в-ва)∙ω(эл-та)                               (3) 

M(СxHyClz) = 2∙ DH2(СxHyClz);    

M(СxHyClz) = 2∙ 49,5 = 99 (г/моль). 

 m(С) = 99∙0,2424 = 24 (г);   

m(Н) = 99∙0,0404 = 4 (г);  

  m(Сl) = 99∙0,7172 = 71 (г). 

Число атомов элемента в молекуле газообразного вещества 

определяют как частное от деления массы элемента на его 

молярную массу. 

n(C) = 

12

24

= 2;   n(Н) = 1

4

= 4;   n(Cl) = 
5,
35

71

= 2,     С2H4Cl2. 

Ответ: С2H4Cl2 

Среди задач на нахождение молекулярной формулы 

вещества есть такие, в которых отсутствуют данные, 

позволяющие найти относительную молекулярную массу 

(или молярную массу) вещества; в условии указаны только 

массовые доли элементов в веществе. Следовательно, в этом 

случае невозможно определить истинное число атомов в 

молекуле газа. Используя алгебраическую формулу (2) после 

тождественного 
преобразования, 
находят 
соотношение 

атомов элементов (4): 

 
7 

          n1 : n2 =

2

2

1

1

2

2

1

1

r
A

ω
:
r
A

ω

r
A

ω
r
M
:
r
A

ω
r
M
=
⋅
⋅
                        (4) 

Полученная из расчета по формуле (4) величина, 

называемая «атомным фактором», позволяет определить 

простейшую 
формулу 
вещества. 
Молекулярную 
(или 

истинную) формулу вещества находят, используя различную 

информацию, включенную в текст задачи. 

Задача 2.  Выведите формулу органической кислоты, в 

составе которой 40,68 % углерода, 5,08 % водорода, 

остальное – кислород, если известно, что она образует со 

щелочью две соли. 

Дано:

ω(C)=0,4068 

ω(H)=0,0508 

Решение:

Используя формулу (2), рассчитывают 

соотношение числа атомов элементов в 

молекуле кислоты: 
СxHyОz – ?

n(С):n(H):n(O)=
16

0,5424
:
1

0,0508
:
12

0,4068

= 

= 1:1,5:1 = 2:3:2 

Молекулярную формулу кислоты можно вывести на 

основании данных, указанных в конце текста задачи. Если 

кислота образует две соли (кислую и среднюю), то эта 

кислота 
является 
двухосновной 
и 
содержит 
две 

 
8 

карбоксильные 
группы; 
следовательно, 
четыре 
атома 

кислорода входят в состав ее молекулы.  

Следовательно, n(С) : n(H) : n(O) = 4:6:4; С4Н6О4 

В условии не спрашивается структурная формула вещества, 

поэтому не следует предлагать структуры веществ. 

Ответ: С4Н6О4  

2. Нахождение молекулярной формулы вещества по 

массе или объему продуктов его сгорания 

В основу обучения решению задач указанного вида 

положено умение учащихся переходить от массы данного 

вещества к его количеству (моль), что, в свою очередь, дает 

возможность определить число атомов элемента в молекуле 

неизвестного вещества. 

Наиболее рациональным является следующий алгоритм 

нахождения формулы. 

 
9