Question

При сгорании органического вещества массой 13,8 г образовались углекислый газ объёмом 13,44 л (н.у.) и вода объёмом 16, 2 мл. Относительная плотность паров этого вещества по углекислому газу равна 1,0455. Выведите молекулярную формулу вещества. В ответе обозначьте сумму индексов.

Answer 1

1) Плотность вещества по углекислому газу вычисляют по формуле:

D = M(в-во)/М(СО₂)

где: M(в-во) и М(СО₂) - соответственно молекулярные массы вещества и углекислого газа.

М(СО₂) = 12 + 2*16 = 44

Отсюда:

M(в-во) = D * М(СО₂) = 1,0455*44 = 46

2) так как плотность воды равна 1 г/мл, то 16,2 мл воды имеют массу 16,2 г

3) Найдём количества вещества (количество молей) C, H по формулам:

n(C) = n(CO₂) = V/V(m) = 13,44/22,4 = 0,6 моль

V(m) - объём одного моля газа, для любого газа он равен 22,4 л

n(H) = 2*n(H₂O) = 2*(m/M) = 2*16,2/18 = 1,8 моль

где М - молярная масса воды, М(Н₂О) = 18 г/моль

4) Определим, есть ли кислород в формуле вещества:

m(C) = n(C)*M(C) = 0,6 моль*12 г/моль = 7,2 г

m(Н) = n(Н)*M(Н) = 1,8 моль * 1 г/моль = 1,8  г

m(O) = m(вещества) – [(m(C) + m(H)] = 13,8 - (7,2 + 1,8) = 4,8 г

То есть кислород в формуле есть и его количество молей в 5,8 г вещества равно:

n(O) = m(O)/M(O) = 4,8/16 = 0,3 моль

5) Значит соотношение углерода, водорода и кислорода в формуле составляет:

С : Н : О = 0,6 : 1,8 : 0,3

Чтобы придти к целым числам, нужно все число поделить на 0,3.  

С : Н : О = 2 : 6 : 1

Значит, формула вещества С₂Н₆О, скорее всего это:  

- или этиловый спирт С₂Н₅ ‒ ОН;

- или диметиловый эфир Н₃С ‒ О ‒ СН₃

Вообщем-то при решении данной задачи значение молекулярной массы и не понадобилось.

Answer 2

Давайте разберемся с этой задачей.

1. Рассмотрим сгорание органического вещества:

   CxHyOz + a(O2) -> b(CO2) + c(H2O)

2. Составим уравнение для углекислого газа (CO2):

   CxHyOz -> b(CO2)

   Поскольку одна моль углекислого газа содержит один атом углерода, мы можем сказать, что моль CO2 равна моли углерода в исходном органическом веществе:

   x = b

3. Составим уравнение для воды (H2O):

   CxHyOz -> c(H2O)

   Поскольку одна моль воды содержит два атома водорода, мы можем сказать, что моль H2O равна двум молям водорода в исходном органическом веществе:

   2y = 2c, следовательно, y = c

4. Найдем количество углерода и водорода:

   У нас есть 13.8 г исходного вещества, и молярная масса углерода - 12 г/моль, а водорода - 1 г/моль.

   Молярная масса CO2 = 12 + 2*16 = 44 г/моль Молярная масса H2O = 2 + 16 = 18 г/моль

   Количество молей CO2 (n_CO2) = 13.8 г / 44 г/моль = 0.3132 моль Количество молей H2O (n_H2O) = 16.2 мл * 1 г/мл / 18 г/моль = 0.9 моль

   Количество молей углерода (n_C) = 0.3132 моль Количество молей водорода (n_H) = 0.9 моль * 2 = 1.8 моль

5. Составим уравнение для кислорода (O2):

   CxHyOz + a(O2) -> ...

   Поскольку в углекислом газе один атом углерода, а водороде нет, мы можем сказать, что:

   a = n_C = 0.3132 моль

6. Рассчитаем объем углекислого газа:

   Из условия известно, что образовалось 13.44 л (н.у.) углекислого газа. Это можно перевести в моль:

   V_CO2 = n_CO2 * 22.4 л/моль = 0.3132 моль * 22.4 л/моль = 7 л

   Заметим, что это меньше, чем указано в условии. Это может свидетельствовать о том, что в органическом веществе присутствует кислород, и часть кислорода пошла на образование воды.

7. Рассчитаем количество кислорода, потребовавшегося для образования воды:

   Для образования 1 моль воды необходимо 1 моль кислорода. Так как у нас образовалось 0.9 моль воды, то потребуется 0.9 моль кислорода.

   Осталось неиспользованных молей кислорода:

   n_O2 = n_C - n_H = 0.3132 моль - 1.8 моль = -1.4868 моль

   Это отрицательное значение говорит о том, что у нас был избыток кислорода и мы сделали ошибку в расчетах. Вероятно, часть кислорода была введена неправильно.

8. Вывод:

   На данном этапе появляется ошибка в расчетах, исходя из предоставленных данных. Вероятно, в условии была допущена ошибка или не хватает какой-то важной информации.

   Если у вас есть дополнительные данные или правки в условии, пожалуйста, предоставьте их, и я помогу вам дальше.