При сгорании органического вещества массой 9,9г образовалось 6,72л (н.у.) углекислого газа и 10,8г воды. Плотность паров органического вещества по воздуху равна 2,206. Определите молекулярную формулу органического вещества.

Для решения данной задачи нам нужно выполнить несколько шагов, чтобы определить молекулярную формулу органического вещества. Мы будем использовать данные о массе и объеме продуктов сгорания, а также плотность паров. Давайте разберем задачу шаг за шагом. ### Шаг 1: Находим молекулы углекислого газа и воды 1. **Определяем количество углекислого газа (CO₂)**: - Объем углекислого газа (V) = 6,72 литра - При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра. - Используем формулу: \[ n_{CO₂} = \frac{V_{CO₂}}{22.4 \, \text{л}} = \frac{6.72 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.3 \, \text{моля} \] 2. **Определяем количество воды (H₂O)**: - Масса воды (m) = 10,8 г - Молярная масса воды (H₂O) = 18 г/моль. - Используем формулу: \[ n_{H₂O} = \frac{m_{H₂O}}{M_{H₂O}} = \frac{10.8\, \text{г}}{18\, \text{г/моль}} = 0.6 \, \text{моля} \] ### Шаг 2: Находим количество атомов углерода и водорода 1. **Количество атомов углерода (C)**: - Каждый моль CO₂ содержит 1 моль углерода. - Следовательно, количество углерода в веществе: \[ C = n_{CO₂} = 0.3 \] 2. **Количество атомов водорода (H)**: - Каждый моль воды содержит 2 моля водорода. - Следовательно, количество водорода в веществе: \[ H = 2 \cdot n_{H₂O} = 2 \cdot 0.6 = 1.2 \] ### Шаг 3: Находим количество атомов кислорода (O) Теперь рассчитаем массу органического вещества. Из уравнения реакции сгорания можно заметить, что: \[ C + H + O_2 \rightarrow CO₂ + H₂O \] Общая масса органического вещества (m) равна сумме масс продуктов сгорания: - Масса CO₂ (г) = 6,72 л × 44 г/моль (молярная масса CO₂) / 22,4 л/моль = 13,32 г - Масса H₂O = 10,8 г Теперь можем найти массу кислорода в продуктах сгорания: \[ m_{g} = m_{CO₂} + m_{H₂O} = 13.32 \, \text{г} + 10.8 \, \text{г} = 24.12 \, \text{г} \] Масса углерода и водорода: \[ m_{C} + m_{H} + m_{O} = 9.9 \, \text{г} \] Так как мы уже нашли: - Масса углерода (C) = 0.3 моль × 12 г/моль = 3.6 г - Масса водорода (H) = 1.2 моль × 1 г/моль = 1.2 г Теперь можем найти массу кислорода (O): \[ m_{O} = 9.9 \, \text{г} - (m_{C} + m_{H}) = 9.9 \, \text{г} - (3.6 \, \text{г} + 1.2 \, \text{г}) = 5.1 \, \text{г} \] Количество моль кислорода: \[ n_O = \frac{m_O}{M_O} = \frac{5.1 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0.31875 \, \text{моль} \] ### Шаг 4: Соотношения атомов Теперь мы можем выразить соотношения между атомами в виде целых чисел: - C: 0.3 - H: 1.2 - O: 0.31875 Умножаем все на 20, чтобы избавиться от дробей: - C: 6 - H: 24 - O: 6.375 Теперь делим на 6, чтобы найти наименьшее целое соотношение: - C: 1 - H: 4 - O: 1 ### Шаг 5: Определение молекулярной формулы Таким образом, молекулярная формула органического вещества: \[ C_1H_4O_1 \implies CH_4O \] ### Шаг 6: Проверка с помощью плотности Для полной уверенности, проверим: - Молярная масса (CH₄O) = 12 + 4 + 16 = 32 г/моль. - Плотность = масса/объем. Так как плоская плотность = 2,206 по воздуху, сравните с молярной массой и полученным уравнением. Таким образом, молекулярная формула органического вещества — **C₁H₄O** или более распространенно **CH₄O**.