3. Решите задачи 1. При сжигании органического вещества массой 2,3 г, плотность паров которого по воздуху составляет 1,59, образуется вода массой 2,7 г и оксид углерода (IV) массой 4,4 г. Определите молекулярную формулу данного вещества.

Решение:

1. Находим молярную массу вещества:

Молярная масса \( M = d \cdot M(воздуха) \) , где \( d \) — относительная плотность, \( M(воздуха) \approx 29 \frac{г}{моль} \).

\[ M = 1.59 \cdot 29 \approx 46 \frac{г}{моль} \]

2. Находим количество вещества (моль) воды и оксида углерода (IV):

Количество вещества воды \( n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{2.7 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.15 \text{ моль} \).

Количество вещества оксида углерода (IV) \( n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{4.4 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль} \).

3. Находим количество атомов углерода и водорода в органическом веществе:

Так как в \( CO_2 \) содержится 1 атом углерода, то количество атомов углерода в органическом веществе равно \( n(C) = n(CO_2) = 0.1 \text{ моль} \).

Так как в \( H_2O \) содержится 2 атома водорода, то количество атомов водорода в органическом веществе равно \( n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0.15 \text{ моль} = 0.3 \text{ моль} \).

4. Определяем, есть ли в веществе кислород:

Масса углерода в органическом веществе: \( m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0.1 \text{ моль} \cdot 12 \frac{г}{моль} = 1.2 \text{ г} \).

Масса водорода в органическом веществе: \( m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0.3 \text{ моль} \cdot 1 \frac{г}{моль} = 0.3 \text{ г} \).

Общая масса углерода и водорода: \( m(C) + m(H) = 1.2 \text{ г} + 0.3 \text{ г} = 1.5 \text{ г} \).

Масса вещества дана 2,3 г. Следовательно, в веществе присутствует кислород:

\( m(O) = m_{вещества} - (m(C) + m(H)) = 2.3 \text{ г} - 1.5 \text{ г} = 0.8 \text{ г} \).

Количество вещества кислорода: \( n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{0.8 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль} \).

5. Находим простейшую формулу:

Соотношение атомов C : H : O = \( 0.1 : 0.3 : 0.05 \).

Разделим на наименьшее число (0.05):

C : H : O = \( \frac{0.1}{0.05} : \frac{0.3}{0.05} : \frac{0.05}{0.05} = 2 : 6 : 1 \).

Простейшая формула: \( C_2H_6O \).

6. Находим молекулярную формулу:

Молярная масса простейшей формулы \( C_2H_6O \) равна \( 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 \frac{г}{моль} \).

Это совпадает с молярной массой вещества, найденной ранее. Следовательно, молекулярная формула совпадает с простейшей.

Ответ: Молекулярная формула вещества - C₂H₆O.