При сжигании 5,2 г органического вещества выделилось 8,96 л углекислого газа и 3,6 г воды. Масса 1л...

Чтобы определить молекулярную формулу неизвестного органического вещества, давайте проведем расчет, используя массу выделившегося CO₂ и H₂O.

1. Определение количества выделившегося CO₂.

   • Учитывая, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 л, найдем количество молей CO₂: [ n_{\text{CO}_2} = \frac{8,96 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,4 \, \text{моль} ]

2. Определение количества выделившейся воды (H₂O).

   • Молярная масса воды (H₂O) = 18 г/моль. Найдем количество молей H₂O: [ n_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{3,6 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} ]

3. Определение количества атомов углерода и водорода в исходном веществе.

   • Из реакции сгорания видно, что каждый моль CO₂ соответствует одному атому углерода. Следовательно, количество углерода в веществе: [ n_{\text{C}} = 0,4 \, \text{моль} ]
   • Каждый моль воды соответствует двум атомам водорода. Следовательно, количество водорода в веществе: [ n_{\text{H}} = 0,2 \times 2 = 0,4 \, \text{моль} ]

4. Определение массы углерода и водорода.

   • Масса углерода (C) = 0,4 моль × 12 г/моль = 4,8 г
   • Масса водорода (H) = 0,4 моль × 1 г/моль = 0,4 г

5. Определение массы кислорода в веществе.

   • Общая масса вещества = 5,2 г
   • Масса кислорода (O) = 5,2 г - 4,8 г - 0,4 г = 0 г

6. Определение молекулярной формулы.

   • По расчетам, в молекуле содержится только углерод и водород, и их молярное соотношение C:H = 0,4:0,4 = 1:1.
   • Эмпирическая формула: CH

7. Определение молекулярной массы и молекулярной формулы.

   • Из условия задачи известно, что масса 1 л вещества в газообразном состоянии = 1,16 г.
   • Молярная масса вещества = 1,16 г/л × 22,4 л/моль = 26 г/моль.
   • Эмпирическая формула CH имеет молекулярную массу 13 г/моль.
   • Отношение молекулярной массы к эмпирической: ( \frac{26}{13} = 2 ).

Следовательно, молекулярная формула вещества – C₂H₂.

Для начала найдем количество молей углекислого газа (CO2) и воды (H2O), выделившихся при сжигании органического вещества.

Масса углекислого газа: m(CO2) = 8,96 л * 1,96 г/л = 17,57 г

Масса воды: m(H2O) = 3,6 г

Теперь найдем количество молей углекислого газа и воды: n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) n(H2O) = m(H2O) / M(H2O)

где M(CO2) - молярная масса углекислого газа, M(H2O) - молярная масса воды.

M(CO2) = 44 г/моль M(H2O) = 18 г/моль

n(CO2) = 17,57 г / 44 г/моль ≈ 0,4 моль n(H2O) = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль

Далее, найдем количество молей углерода (C) и водорода (H) в органическом веществе, зная, что углерод и водород являются единственными элементами в органическом веществе.

n(C) = 0,4 моль n(H) = 0,2 моль

Теперь найдем мольную долю углерода и водорода в органическом веществе: X(C) = n(C) / (n(C) + n(H)) ≈ 0,4 / (0,4 + 0,2) = 0,4 X(H) = n(H) / (n(C) + n(H)) ≈ 0,2 / (0,4 + 0,2) = 0,2

Теперь найдем массовую долю углерода и водорода в органическом веществе: m(C) = M(C) n(C) ≈ 12 г/моль 0,4 моль = 4,8 г m(H) = M(H) n(H) ≈ 1 г/моль 0,2 моль = 0,2 г

Таким образом, массовая доля углерода составляет 4,8 г / 5,2 г ≈ 0,92, а массовая доля водорода равна 0,2 г / 5,2 г ≈ 0,08.

Исходя из полученных данных, можно предположить, что молекулярная формула органического вещества - C4H5.

Молекулярная формула вещества - C3H6O2.