При сжигании 0.46 г органического вещества было получено 0.88 г оксида углерода (IV) и 0.54 г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 23. Определите его молекулярную формулу.

Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, следуем таким шагам: 1. **Определим массы углерода и водорода, входящих в состав продукта сгорания.** Из уравнения реакции сгорания органического вещества видно, что при сжигании образуются углекислый газ (CO₂) и вода (H₂O). Используя массы полученных продуктов, мы можем рассчитать массу углерода и водорода. Для того чтобы найти массу углерода, нужно знать, сколько углерода содержится в образовавшемся углекислом газе: - Из 0.88 г CO₂ можно рассчитать массу углерода: - Молярная масса CO₂ = 12 + 2*16 = 44 г/моль. - Количество моль CO₂: \( n_{CO_2} = \frac{0.88 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \). - Масса углерода в CO₂: \( 0.02 \, \text{моль} \times 12 \, \text{г/моль} = 0.24 \, \text{г} \). Теперь найдем массу водорода из воды: - Из 0.54 г H₂O можно рассчитать массу водорода: - Молярная масса H₂O = 2*1 + 16 = 18 г/моль. - Количество моль H₂O: \( n_{H_2O} = \frac{0.54 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0.03 \, \text{моль} \). - Масса водорода в H₂O: \( 0.03 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0.06 \, \text{г} \). 2. **Запишем общую формулу для органического вещества.** У нас есть: - Масса углерода (C): 0.24 г - Масса водорода (H): 0.06 г Сумма этих масс (углерода и водорода) дает часть массы органического вещества: - Масса кислорода (O) в веществе = Масса органического вещества - (Масса углерода + Масса водорода) - Масса кислорода = 0.46 г - (0.24 г + 0.06 г) = 0.16 г. 3. **Найдём количество моль каждого элемента.** Теперь определим количество моль каждого элемента: - Углерод (C): \( n_C = \frac{0.24 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \). - Водород (H): \( n_H = \frac{0.06 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 0.06 \, \text{моль} \). - Кислород (O): \( n_O = \frac{0.16 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0.01 \, \text{моль} \). 4. **Записать отношение количества моль элементов.** Теперь определим отношение количества моль элементов: - C: 0.02 - H: 0.06 - O: 0.01 Чтобы упростить, можно поделить все количества моль на наименьшее количество моль (в данном случае 0.01): - C: \( \frac{0.02}{0.01} = 2 \) - H: \( \frac{0.06}{0.01} = 6 \) - O: \( \frac{0.01}{0.01} = 1 \) Таким образом, соотношение C:H:O = 2:6:1. 5. **Запись эмпирической формулы.** Эмпирическая формула вещества будет C₂H₆O. 6. **Определение молекулярной формулы.** Плотность паров органического вещества по водороду известна и равна 23. Она рассчитывается как: - \( D = \frac{M_{m}}{2} \), где \( M_{m} \) — молярная масса вещества. Отсюда находим молярную массу вещества: - \( M_{m} = D \times 2 = 23 \times 2 = 46 \, \text{г/моль} \). Теперь мы знаем, что эмпирическая формула (C₂H₆O) имеет молярную массу: - M(C₂H₆O) = 2*12 + 6*1 + 16 = 30 г/моль. Чтобы найти молекулярную формулу, делим молярную массу на массу эмпирической формулы: - \( n = \frac{46}{30} \approx 1.53 \). Поскольку нам нужно целое число, округляем до 2. Значит, молекулярная формула будет C₄H₁₂O₂. **Ответ: Молекулярная формула вещества — C₄H₁₂O₂.**