При сгорании органического вещества, молярная масса которого в 1,375 раз больше молярной массы кислорода,...

Для того чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, воспользуемся данными и уравнениями химических реакций. Начнем с анализа данных, которые у нас есть:

1. Массой органического вещества ( m_{\text{орг}} = 4,4 \text{ г} ).
2. Объем углекислого газа, который образовался ( V_{\text{CO}_2} = 4,48 \text{ л} ).
3. Масса воды, которая образовалась ( m_{\text{H}_2O} = 3,6 \text{ г} ).
4. Молярная масса органического вещества в 1,375 раза больше молярной массы кислорода ( M{\text{орг}} = 1,375 \times M{\text{O}_2} ).

Молярная масса кислорода ( M_{\text{O}2} = 32 \text{ г/моль} ), тогда: [ M{\text{орг}} = 1,375 \times 32 = 44 \text{ г/моль} ]

Теперь определим количество вещества ( n ) углекислого газа и воды.

Количество вещества углекислого газа: [ n_{\text{CO}2} = \frac{V{\text{CO}_2}}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль} ]

Количество вещества воды: [ n_{\text{H}2O} = \frac{m{\text{H}2O}}{M{\text{H}_2O}} = \frac{3,6 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль} ]

Теперь мы знаем, что при сгорании органического вещества образовалось 0,2 моль CO₂ и 0,2 моль H₂O.

Используем закон сохранения массы и количество атомов для углерода, водорода и кислорода.

1. Углерод: [ n{\text{C}} = n{\text{CO}_2} = 0,2 \text{ моль} ]

2. Водород: [ n{\text{H}} = 2 \times n{\text{H}_2O} = 2 \times 0,2 = 0,4 \text{ моль} ]

3. Кислород: Сначала определим количество атомов кислорода в продуктах реакции: [ n_{\text{O}} (\text{в CO}2) = 2 \times n{\text{CO}2} = 2 \times 0,2 = 0,4 \text{ моль} ] [ n{\text{O}} (\text{в H}2O) = n{\text{H}2O} = 0,2 \text{ моль} ] Итого: [ n{\text{O}} (\text{в продуктах}) = 0,4 + 0,2 = 0,6 \text{ моль} ]

Теперь составим молекулярную формулу. У нас есть 0,2 моль углерода, 0,4 моль водорода и 0,6 моль кислорода. Но так как молекулярная масса вещества равна 44 г/моль, и мы предполагаем, что это вещество может быть простым органическим соединением, попробуем формулу (C_xH_yO_z), где x, y, и z — целые числа.

Сравним массы углерода, водорода и кислорода с молекулярной массой (44 г/моль):

Масса углерода: [ 0,2 \text{ моль} \times 12 \text{ г/моль} = 2,4 \text{ г} ]

Масса водорода: [ 0,4 \text{ моль} \times 1 \text{ г/моль} = 0,4 \text{ г} ]

Масса кислорода (на основе уравнения, (44 - (2,4 + 0,4) = 41,2)): [ 41,2 \text{ г} / 16 \text{ г/моль} = 2,575 \text{ моль} ]

Однако, это число не соответствует нашим целым числам.

Перепроверив расчеты, можно заметить, что формула молекулы, которая подходит под условия задачи:

Формула ( C_2H_4O_2 ) (уксусная кислота) как пример, но более подходящая формула с целыми числами — это ( C_2H_5OH ) (этанол), так как она ближе к нашему вычислению.

Итак, молекулярная формула органического вещества: ( C_2H_5OH ) (этанол).

Для решения данной задачи необходимо вычислить количество молей углекислого газа и воды, которые образовались при сгорании органического вещества.

1. Вычислим количество молей углекислого газа: Масса углекислого газа = 4,48 л * 1,98 г/л = 8,86 г Количество молей углекислого газа = 8,86 г / 44 г/моль = 0,201 моль

2. Вычислим количество молей воды: Масса воды = 3,6 г Количество молей воды = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль

3. Теперь найдем количество молей кислорода, которое ушло на образование углекислого газа и воды: Количество молей кислорода = 0,201 моль + 0,2 моль = 0,401 моль

4. Так как масса органического вещества в 1,375 раз больше молярной массы кислорода, то: Масса органического вещества = 0,401 моль 16 г/моль 1,375 = 8,8 г

5. Теперь вычислим количество молей органического вещества: Количество молей органического вещества = 8,8 г / молярная масса органического вещества

Таким образом, зная массу органического вещества и количество молей, можно определить его молекулярную формулу.