Краткое пояснение: Решаем задачи на определение молекулярной формулы органического вещества по продуктам сгорания, используя заданные объемы углекислого газа и воды, а также плотность паров вещества.
82.
- Дано:
- m(вещества) = 6,6 г
- V(CO₂) = 6,72 л
- m(H₂O) = 5,4 г
- D(O₂) = 1,375
- Найти: CₓHᵧO₂ - ?
Решение:
- Определяем молярную массу вещества:
\[ M(C_xH_yO_z) = D(O_2) \cdot M(O_2) = 1,375 \cdot 32 \approx 44 \, \text{г/моль} \]
- Определяем количество вещества CO₂ и H₂O:
\[ n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{6,72 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,3 \, \text{моль} \]
\[ n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{5,4 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,3 \, \text{моль} \]
- Находим количество вещества углерода и водорода:
\[ n(C) = n(CO_2) = 0,3 \, \text{моль} \]
\[ n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0,3 \, \text{моль} = 0,6 \, \text{моль} \]
- Находим массы углерода и водорода:
\[ m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0,3 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 3,6 \, \text{г} \]
\[ m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0,6 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,6 \, \text{г} \]
- Находим массу кислорода:
\[ m(O) = m(\text{вещества}) - m(C) - m(H) = 6,6 \, \text{г} - 3,6 \, \text{г} - 0,6 \, \text{г} = 2,4 \, \text{г} \]
- Находим количество вещества кислорода:
\[ n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{2,4 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,15 \, \text{моль} \]
- Отношение C : H : O:
\[ n(C) : n(H) : n(O) = 0,3 : 0,6 : 0,15 = 2 : 4 : 1 \]
- Простейшая формула: C₂H₄O
- Молярная масса простейшей формулы:
\[ M(C_2H_4O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 24 + 4 + 16 = 44 \, \text{г/моль} \]
- Так как молярная масса вещества равна молярной массе простейшей формулы, то молекулярная формула вещества C₂H₄O.
Ответ: C₂H₄O
83.
- Дано:
- m(вещества) = 8,7 г
- V(CO₂) = 19,8 г
- m(H₂O) = 8,1 г
- D(N₂) = 2,071
- Найти: CₓHᵧO₂ - ?
Решение:
- Определяем молярную массу вещества:
\[ M(C_xH_yO_z) = D(N_2) \cdot M(N_2) = 2,071 \cdot 28 \approx 58 \, \text{г/моль} \]
- Определяем количество вещества CO₂ и H₂O:
\[ n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{19,8 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0,45 \, \text{моль} \]
\[ n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{8,1 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,45 \, \text{моль} \]
- Находим количество вещества углерода и водорода:
\[ n(C) = n(CO_2) = 0,45 \, \text{моль} \]
\[ n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0,45 \, \text{моль} = 0,9 \, \text{моль} \]
- Находим массы углерода и водорода:
\[ m(C) = n(C) \cdot M(C) = 0,45 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 5,4 \, \text{г} \]
\[ m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0,9 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,9 \, \text{г} \]
- Находим массу кислорода:
\[ m(O) = m(\text{вещества}) - m(C) - m(H) = 8,7 \, \text{г} - 5,4 \, \text{г} - 0,9 \, \text{г} = 2,4 \, \text{г} \]
- Находим количество вещества кислорода:
\[ n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{2,4 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,15 \, \text{моль} \]
- Отношение C : H : O:
\[ n(C) : n(H) : n(O) = 0,45 : 0,9 : 0,15 = 3 : 6 : 1 \]
- Простейшая формула: C₃H₆O
- Молярная масса простейшей формулы:
\[ M(C_3H_6O) = 3 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 36 + 6 + 16 = 58 \, \text{г/моль} \]
- Так как молярная масса вещества равна молярной массе простейшей формулы, то молекулярная формула вещества C₃H₆O.
Ответ: C₃H₆O