- Для того чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, нам нужно сначала найти количество углерода (C) и водорода (H) в продукте сгорания — углекислом газе (CO₂) и воде (H₂O).
Известно:
- Масса CO₂ = 26,4 г
- Масса H₂O = 10,8 г
Сначала найдем количество молей углерода в CO₂:
- Молярная масса CO₂ = 12 (C) + 32 (O₂) = 44 г/моль.
- Количество молей CO₂ = 26,4 г / 44 г/моль = 0,6 моль.
Количество углерода (C) в 0,6 молях CO₂ равно 0,6 моль.
Теперь найдем количество молей водорода в H₂O:
- Молярная масса H₂O = 2 (H) + 16 (O) = 18 г/моль.
- Количество молей H₂O = 10,8 г / 18 г/моль = 0,6 моль.
Количество водорода (H) в 0,6 молях H₂O составит 1,2 моль (так как в каждом H₂O два атома водорода).
Теперь у нас есть 0,6 моль углерода и 1,2 моль водорода.
Общее количество атомов:
- C: 0,6 моль
- H: 1,2 моль
Получаем отношение: C:H = 0,6:1,2 = 1:2.
Теперь перейдём к определению массы оставшейся части вещества, которая не сгорела. Мы знаем, что масса органического вещества составила 8,4 г. Учитывая массы полученного CO₂ и H₂O, мы можем рассчитать массу этих продуктов:
- Масса углерода в CO₂ = 0,6 моль × 12 г/моль = 7,2 г.
- Масса водорода в H₂O = 0,6 моль × 2 г/моль = 1,2 г.
Теперь находим полную массу газов: 7,2 г (C) + 1,2 г (H) = 8,4 г.
Таким образом, не осталось других элементов, и мы можем предположить, что органическое вещество содержит только углерод и водород, с отношением 1:2, что соответствует формуле C₁H₂.
Теперь, чтобы определить молекулярную формулу, нам нужно знать молярную массу вещества. Мы можем использовать плотность паров органического вещества, которая равна 2,9 по отношению к воздуху. Плотность воздуха приблизительно 1,29 г/л, значит, плотность органического вещества:
- Плотность органического вещества = 2,9 × 1,29 г/л ≈ 3,73 г/л.
Теперь используем известное отношение массы и объёма:
- Молярная масса = Плотность × Объём моль (при нормальных условиях 22,4 л).
Сначала найдем массу моль: Молярная масса = 3,73 г/л × 22,4 л = 83,55 г/моль.
Таким образом, для определения полной молекулярной формулы, мы делим молярную массу C₂H₄ (одна моль C=12 г; одна моль H=1 г) на 24 г/моль. То есть:
- Молярная масса C₂H₄ = 24 г/моль.
Теперь делим 83,55 г/моль на 24 г/моль ≈ 3,49. Следовательно, молекулярная формула - C₆H₁₂.
Ответ: молекулярная формула вещества - C₆H₁₂.
- Чтобы определить объем сгоревшего пропана (C₃H₈), воспользуемся уравнением реакции горения пропана:
C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O.
Из уравнения видно, что на 1 моль пропана требуется 5 моль кислорода.
Если у нас 15 л кислорода, можем определить объем пропана, исходя из пропорции:
5 л O₂ соответствуют 1 л C₃H₈.
Итак:
- Для 15 л O₂, объем C₃H₈ = 15 л / 5 = 3 л.
Таким образом, объем сгоревшего пропана составляет 3 литра.
Ответ: объем сгоревшего пропана - 3 л.
