При сгорании органического вещества массой 2, 37 г образовалось 3,36 г оксида углерода(IV) (н.у.), 1,35 г воды и азот. Относительная плотность этого вещества по воздуху равна…

Для вывода молекулярной формулы органического вещества начнем с анализа данных о продуктах сгорания.

1. Определение количества вещества (н.у.):

   • Для оксида углерода(IV) (CO₂): \[ \text{n(CO₂)} = \frac{m(CO₂)}{M(CO₂)} = \frac{3,36 \ \text{г}}{44 \ \text{г/моль}} \approx 0,076 \ \text{моль} \]

   • Для воды (H₂O): \[ \text{n(H₂O)} = \frac{m(H₂O)}{M(H₂O)} = \frac{1,35 \ \text{г}}{18 \ \text{г/моль}} \approx 0,075 \ \text{моль} \]

2. Определение количества углерода и водорода:

   • В каждом моле CO₂ содержится 1 моль углерода: \[ n(C) = n(CO₂) \approx 0,076 \ \text{моль} \]
   • В каждом моле H₂O содержится 2 моля водорода: \[ n(H) = 2 \times n(H₂O) \approx 2 \times 0,075 \ \text{моль} = 0,150 \ \text{моль} \]

3. Определение массы углерода и водорода:

   • Масса углерода: \[ m(C) = n(C) \times M(C) = 0,076 \ \text{моль} \times 12 \ \text{г/моль} \approx 0,912 \ \text{г} \]
   • Масса водорода: \[ m(H) = n(H) \times M(H) = 0,150 \ \text{моль} \times 1 \ \text{г/моль} = 0,150 \ \text{г} \]

4. Определение массы азота:

   • Общая масса органического вещества составляет 2,37 г. Суммируем полученные массы углерода и водорода: \[ m(C) + m(H) = 0,912 \ \text{г} + 0,150 \ \text{г} = 1,062 \ \text{г} \]
   • Масса азота: \[ m(N) = 2,37 \ \text{г} - 1,062 \ \text{г} \approx 1,308 \ \text{г} \]

5. Определение количества азота:

   • Для нахождения числа молей азота: \[ n(N) = \frac{m(N)}{M(N)} = \frac{1,308 \ \text{г}}{14 \ \text{г/моль}} \approx 0,093 \ \text{моль} \]

6. Определение соотношения элементов:

   • Теперь у нас есть количество молей каждого из элементов:
     • Углерод (C): 0,076 моль
     • Водород (H): 0,150 моль
     • Азот (N): 0,093 моль
   • Чтобы упростить отношение, делим все на наименьшее значение (0,076 моль):
     • C: \( \frac{0,076}{0,076} = 1 \)
     • H: \( \frac{0,150}{0,076} \approx 1,974 \approx 2 \)
     • N: \( \frac{0,093}{0,076} \approx 1,224 \approx 1 \)

7. Формула:

   • Приведем отношение к целым числам:
     • C: 1
     • H: 2
     • N: 1
   • Получаем эмпирическую формулу: \( \text{CH}_2\text{N} \)

8. Расчет молекулярной формулы:

   • Относительная плотность вещества по воздуху (с учетом, что плотность воздуха равна 1) равна 2,724. Это значит, что молекулярная масса нашего органического вещества составляет: \[ M = 2,724 \times 29 \ \text{г/моль} \approx 79 \ \text{г/моль} \]

   • Эмпирическая формула массы: \[ M(\text{CH}_2\text{N}) = 12 + 2 + 14 = 28 \ \text{г/моль} \]

   • Число эмпирических единиц в молекулярной формуле: \[ n = \frac{79}{28} \approx 2,82 \Rightarrow 3 \]

9. Заключение:

   • Умножая эмпирическую формулу на 3, получаем молекулярную формулу: \( \text{C}_3\text{H}_6\text{N}_3 \).

Таким образом, молекулярная формула органического вещества: \( \text{C}_3\text{H}_6\text{N}_3 \).