Относительная плотность паров органического вещества по водороду равна 34. При сжигании 20,4 г этого...

Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, начнем с анализа предоставленных данных.

1. Относительная плотность по водороду: Относительная плотность паров вещества по водороду равна 34. Это означает, что его молекулярная масса в 34 раза больше, чем молекулярная масса водорода (H₂), которая равна 2 г/моль: [ M = 34 \times 2 = 68 \text{ г/моль} ]

2. Анализ продуктов сгорания: При сжигании 20,4 г вещества образуется 66 г CO₂ и 21,6 г H₂O.

   • Углерод (C): Каждая молекула CO₂ содержит 1 атом углерода. Молярная масса CO₂ равна 44 г/моль, следовательно: [ \text{Количество молей } CO₂ = \frac{66}{44} = 1,5 \text{ моль} ] Это соответствует 1,5 моль атомов углерода.

   • Водород (H): Каждая молекула H₂O содержит 2 атома водорода. Молярная масса H₂O равна 18 г/моль, следовательно: [ \text{Количество молей } H₂O = \frac{21,6}{18} = 1,2 \text{ моль} ] Это соответствует (1,2 \times 2 = 2,4) моль атомов водорода.

3. Определение массы углерода и водорода:

   • Масса углерода: [ \text{Масса } C = 1,5 \times 12 = 18 \text{ г} ]
   • Масса водорода: [ \text{Масса } H = 2,4 \times 1 = 2,4 \text{ г} ]

4. Определение массы кислорода: Исходная масса вещества составляет 20,4 г. Масса кислорода (O) в веществе: [ \text{Масса } O = 20,4 - 18 - 2,4 = 0 \text{ г} ] Это означает, что в исходном органическом веществе отсутствует кислород.

5. Определение молекулярной формулы: Соотношение атомов C и H в веществе: [ \frac{18}{12} : \frac{2,4}{1} = 1,5 : 2,4 = 5 : 8 ] Таким образом, эмпирическая формула вещества - (C_5H_8).

6. Проверка молекулярной формулы: Эмпирическая формула (C_5H_8) имеет молекулярную массу: [ 5 \times 12 + 8 \times 1 = 60 + 8 = 68 \text{ г/моль} ]

Поскольку рассчитанная молекулярная масса (68 г/моль) совпадает с определенной по относительной плотности, молекулярная формула вещества действительно (C_5H_8).

Дано: Относительная плотность паров органического вещества по водороду = 34 Масса сгоревшего органического вещества = 20.4 г Масса образовавшегося диоксида углерода = 66 г Масса образовавшейся воды = 21.6 г

1. Найдем количество молей углерода, содержащихся в образовавшемся диоксиде углерода: Молярная масса CO2 = 12.01 г/моль + 2*16.00 г/моль = 44.01 г/моль Количество молей CO2 = масса / молярная масса = 66 г / 44.01 г/моль = 1.5 моль

2. Найдем количество молей водорода, содержащихся в образовавшейся воде: Молярная масса H2O = 2*1.01 г/моль + 16.00 г/моль = 18.02 г/моль Количество молей H2O = масса / молярная масса = 21.6 г / 18.02 г/моль = 1.2 моль

3. Составим уравнение сгорания органического вещества с учетом образования CO2 и H2O: CxHy + aO2 -> bCO2 + cH2O

4. Найдем количество углерода и водорода в исходном органическом веществе:

   • В углероде в CO2: 1.5 моль * 1 моль C / 1 моль CO2 = 1.5 моль C
   • В водороде в H2O: 1.2 моль * 2 моль H / 1 моль H2O = 2.4 моль H

5. Составим уравнение с учетом количества углерода и водорода: CxHy + aO2 -> 1.5CO2 + 2.4H2O

6. Найдем коэффициенты a, b, c, чтобы сбалансировать уравнение: C: a = 1.5 H: 2a = 2.4, a = 1.2 O: 2a = 3b + c O: 21.2 = 3b + 2.4 O: 2.4 = 3b + 2.4 O: b = 0 O: a = 1.2

7. Молекулярная формула органического вещества: CxHy + 1.2O2 -> 1.5CO2 + 2.4H2O CxHy + 1.2O2 -> 1.5CO2 + 2.4H2O CxHyO1.2 -> 1.5CO2 + 2.4H2O

Таким образом, молекулярная формула органического вещества - CxHyO1.2.