Question

При сжигании 8,4 г вещества, плотность паров по воздуху равна 2,891, получили 13,44 л углекислого газа и 10,8 г воды. Вывести формулу вещества.

Answer 1

пусть вещество  состава СхНуОz
оно горит по ур-нию:
СхНуОz + О2 >>> CO2 + H2O (без коэффициентов)
проверим есть в веществе кислород:
n(CO2) = 13.44л/22.4 = 0,6моль >>> n(C) = 0.6моль >> m(C)=0.6*12 = 7.2г
n(Н2О) = 10.8/18 = 0.6 моль >> n(H) =0.6*2 =1.2моль >>m(H)=1.2*1 = 1.2г
т.о. в веществе содержится 7.2г углрода и 1.2г водорода, суммарно 8.4г, т.е. на кислород уже ничего не осталось. 
Имеем углеводород CxHy
x:y = n(C):n(H)
x:y = 0.6:1.2 = 1:2
простешая формула CH2 (M(CH2)=12+2=14), найдем "сколько раз" содержится фрагмент СН2 в искомом веществе:
  молекулярная масса =  2,891*29=84
84/14 = 6
получаем C6H12

Answer 2

Давайте решим эту задачу шаг за шагом. Для этого давайте определим химические реакции, происходящие в процессе сжигания вещества.

Пусть \(C_xH_yO_z\) - формула исходного вещества.

Сначала запишем уравнение сжигания воздуха:

\[C_xH_yO_z + a(O_2 + 3.76N_2) \rightarrow bCO_2 + cH_2O + dN_2\]

Дано, что при сжигании 8,4 г вещества получено 13,44 л углекислого газа и 10,8 г воды.

1. Найдем количество молей углекислого газа (CO₂):

\[n_{CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{V_m}\]

Где \(V_{CO_2} = 13.44\) л - объем CO₂, а \(V_m\) - мольный объем при нормальных условиях (примерно 22.4 л/моль).

\[n_{CO_2} = \frac{13.44}{22.4} \approx 0.6 \text{ моль}\]

2. Найдем количество молей воды (H₂O):

\[n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}}\]

Где \(m_{H_2O} = 10.8\) г - масса H₂O, а \(M_{H_2O}\) - молярная масса H₂O.

\[n_{H_2O} = \frac{10.8}{18} \approx 0.6 \text{ моль}\]

3. Запишем баланс масс:

\[a + b = x \text{ (углерод)}\] \[2a + c = y \text{ (водород)}\] \[2b = z \text{ (кислород)}\]

4. Запишем баланс атомов углерода и водорода в реакции:

\[x = b\] \[y = 2a\]

Теперь мы имеем систему уравнений:

\[ \begin{cases} a + b = x \\ 2a + c = y \\ 2b = z \\ x = b \\ y = 2a \\ \end{cases} \]

Решим систему уравнений. Из уравнений \(x = b\) и \(y = 2a\) получаем, что \(x = b\) и \(y = 2x\). Подставим это в оставшиеся уравнения:

\[ \begin{cases} a + b = x \\ 2a + c = 2x \\ 2b = z \\ y = 2x \\ \end{cases} \]

Решение этой системы уравнений дает:

\[a = \frac{x}{3}, \quad b = x, \quad c = \frac{4x}{3}, \quad z = 2x, \quad y = \frac{2x}{3}\]

Таким образом, формула вещества будет \(C_{\frac{x}{3}}H_{\frac{2x}{3}}O_{\frac{4x}{3}}\).

Теперь найдем значение x. Масса углерода в исходном веществе равна массе углекислого газа:

\[m_{C_x} = n_{CO_2} \times M_{CO_2}\]

\[x = \frac{m_{C_x}}{M_{C_x}}\]

Где \(M_{C_x}\) - молярная масса углерода (примерно 12 г/моль).

\[x = \frac{m_{C_x}}{12} = \frac{8.4}{12} = 0.7\]

Таким образом, формула вещества:

\[C_{\frac{0.7}{3}}H_{\frac{2 \times 0.7}{3}}O_{\frac{4 \times 0.7}{3}} = CH_{\frac{14}{9}}O_{\frac{28}{9}}\]

Итак, формула вещества, сжигаемого в реакции, равна \(CH_{\frac{14}{9}}O_{\frac{28}{9}}\).