Какова молекулярная формула вещества А?

Разбираемся:

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Расчет количества вещества углекислого газа, воды и азота.
   • \( n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{8.96 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.4 \text{ моль} \)
   • \( n(H_2O) = \frac{m}{M} = \frac{8.1 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.45 \text{ моль} \)
   • \( n(N_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{1.12 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.05 \text{ моль} \)
2. Шаг 2: Расчет количества вещества углерода, водорода и азота в веществе А.
   • \( n(C) = n(CO_2) = 0.4 \text{ моль} \)
   • \( n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0.45 \text{ моль} = 0.9 \text{ моль} \)
   • \( n(N) = 2 \cdot n(N_2) = 2 \cdot 0.05 \text{ моль} = 0.1 \text{ моль} \)
3. Шаг 3: Расчет массы углерода, водорода и азота.
   • \( m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0.4 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = 4.8 \text{ г} \)
   • \( m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0.9 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г/моль} = 0.9 \text{ г} \)
   • \( m(N) = n(N) \cdot M(N) = 0.1 \text{ моль} \cdot 14 \text{ г/моль} = 1.4 \text{ г} \)
4. Шаг 4: Расчет массы кислорода в веществе А.
   • \( m(O) = m(A) - m(C) - m(H) - m(N) = 10.3 \text{ г} - 4.8 \text{ г} - 0.9 \text{ г} - 1.4 \text{ г} = 3.2 \text{ г} \)
5. Шаг 5: Расчет количества вещества кислорода.
   • \( n(O) = \frac{m}{M} = \frac{3.2 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль} \)
6. Шаг 6: Определение соотношения элементов в веществе А.
   • \( C : H : N : O = 0.4 : 0.9 : 0.1 : 0.2 \)
   • Умножаем на 10:
   • \( C : H : N : O = 4 : 9 : 1 : 2 \)
   • Эмпирическая формула: \( C_4H_9NO_2 \)
7. Шаг 7: Анализ гидролиза.
   • Вещество А гидролизуется с образованием этилового спирта (\( C_2H_5OH \)).
   • В молекуле вещества А должно быть как минимум 2 атома углерода и 6 атомов водорода (с учетом гидроксильной группы спирта).
   • Эмпирическая формула вещества: \( C_4H_9NO_2 \).
   • По условию, 1 моль вещества А образует 1 моль этилового спирта. Это означает, что в молекуле вещества А содержатся фрагмент этилового спирта.
   • Рассматривая структуру молекулы, можно предположить, что вещество А – это аминокислота.
   • Аминокислота получается, если из эмпирической формулы выделить \( C_2H_5OH \)
   • Вычитаем: \( C_4H_9NO_2 - C_2H_5OH = C_2H_4NO \), что не дает нам известную структуру.
   • Учитывая, что 1 моль вещества А гидролизуется с образованием 1 моль этилового спирта, это означает, что в молекуле вещества А есть фрагмент этилового спирта, но это не эфир.
   • Поскольку гидролиз дает только один продукт, скорее всего, это сложный эфир аминокислоты.
   • Молекулярная формула вещества А: \( C_4H_9NO_2 \)

Ответ: \( C_4H_9NO_2 \)