При сгорании 15,68 л (н.у) газообразного органического вещества получили 123,2г. СО2 и 37,8г. Н2О. Плотность...

Для решения задачи по химии, связанной с определением молекулярной формулы газообразного органического вещества, необходимо выполнить несколько шагов:

1. Определить количество молей углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O), образовавшихся при сгорании вещества.
2. Найти количество молей углерода и водорода в исходном органическом веществе.
3. Определить эмпирическую формулу вещества.
4. Найти молекулярную массу вещества и его молекулярную формулу.

Шаг 1: Определение количества молей CO₂ и H₂O

Используем молярные массы:

• CO₂: 44 г/моль
• H₂O: 18 г/моль

Количество молей CO₂: [ n_{\text{CO}_2} = \frac{123.2 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 2.8 \text{ моль} ]

Количество молей H₂O: [ n_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{37.8 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 2.1 \text{ моль} ]

Шаг 2: Определение количества атомов углерода и водорода

Каждая молекула CO₂ содержит 1 атом углерода: [ n{\text{C}} = n{\text{CO}_2} = 2.8 \text{ моль} ]

Каждая молекула H₂O содержит 2 атома водорода: [ n{\text{H}} = 2 \times n{\text{H}_2\text{O}} = 2 \times 2.1 \text{ моль} = 4.2 \text{ моль} ]

Шаг 3: Определение эмпирической формулы

Найдем соотношение C:H: [ \frac{n{\text{C}}}{n{\text{H}}} = \frac{2.8}{4.2} = \frac{2}{3} ]

Эмпирическая формула: C₂H₃

Шаг 4: Определение молекулярной массы и молекулярной формулы

Плотность вещества (ρ) при нормальных условиях (н.у.): [ \rho = 2.4107 \text{ г/л} ]

Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) составляет 22.4 л/моль.

Следовательно, молекулярная масса (М) вещества: [ M = \rho \times 22.4 \text{ л/моль} ] [ M = 2.4107 \text{ г/л} \times 22.4 \text{ л/моль} ] [ M = 54 \text{ г/моль} ]

Эмпирическая формула C₂H₃ имеет молекулярную массу: [ M_{\text{C}_2\text{H}_3} = 2 \times 12 + 3 \times 1 = 27 \text{ г/моль} ]

Соотношение молекулярной массы вещества к массе эмпирической формулы: [ \frac{54}{27} = 2 ]

Следовательно, молекулярная формула вещества: [ \text{(C₂H₃)}_2 = \text{C}_4\text{H}_6 ]

Итак, молекулярная формула газообразного органического вещества, которое при сгорании дает указанные количества CO₂ и H₂O, а плотность составляет 2.4107 г/л, является C₄H₆.

Для решения данной задачи сначала определим массу и количество вещества, которые сгорели.

Масса СО2: 123,2 г Масса Н2О: 37,8 г

Молярная масса CO2 = 44 г/моль Молярная масса H2O = 18 г/моль

Моля вещества CO2 = 123,2 г / 44 г/моль = 2,8 моль Моля вещества H2O = 37,8 г / 18 г/моль = 2,1 моль

Теперь найдем количество молей органического вещества, которое сгорело, используя уравнение реакции сгорания:

CₓHᵧ + (х + у/4)O₂ -> хCO₂ + у/2H₂O

Сравнивая количество молей CO2 и H2O, видим, что сгорело 2,8 моль CO2 и 2,1 моль H2O. Таким образом, коэффициенты уравнения реакции будут равны:

х = 2,8 у = 4,2

Теперь найдем объем органического вещества, которое сгорело, используя плотность:

Плотность = масса / объем 2,4107 г/л = (123,2 г + 37,8 г) / V 2,4107 г/л = 161 г / V V = 66,7 л

Таким образом, при сгорании 66,7 л (н.у) газообразного органического вещества получаются 123,2 г CO2 и 37,8 г H2O.