При сжигании 1,12 г органического вещества образовалось 1,792 л (н.у.) диоксида углерода и 1,44 г воды....

Тематика Химия
Уровень 10 - 11 классы
химия углеводороды органическое вещество формула вещества сжигание диоксид углерода вода относительная плотность расчет химический анализ
0

При сжигании 1,12 г органического вещества образовалось 1,792 л (н.у.) диоксида углерода и 1,44 г воды. Относительная плотность вещества по водороду равна 28. Выведите формулу углеводорода.

avatar
задан 27 дней назад

2 Ответа

0

Для определения формулы органического вещества, которое сгорело, начнем с расчета молей образовавшихся продуктов сгорания: диоксида углерода (CO₂) и воды (H₂O).

  1. Определим количество молей CO₂ и H₂O:

    • Объем CO₂ при нормальных условиях (н.у.) равен 1,792 л.
    • При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. [ n_{\text{CO}_2} = \frac{1,792 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,08 \, \text{моль} ]

    • Масса H₂O равна 1,44 г. Молярная масса H₂O составляет 18 г/моль. [ n_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{1,44 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 0,08 \, \text{моль} ]

  2. Определим количество углерода и водорода в образовавшихся продуктах:

    • Каждый моль CO₂ содержит 1 моль углерода (C), следовательно, из 0,08 моль CO₂ получается 0,08 моль углерода.
    • В каждом моле H₂O содержится 2 моль водорода (H), следовательно, из 0,08 моль H₂O получается 0,16 моль водорода.
  3. Составим уравнение: Из уравнений видно, что:

    • Количество углерода (C) в веществе: ( n_C = 0,08 ) моль
    • Количество водорода (H) в веществе: ( n_H = 0,16 ) моль
  4. Определим элементный состав вещества: Теперь мы можем выразить соотношение углерода и водорода:

    • Соотношение C:H = 0,08:0,16 = 1:2.
  5. Определим формулу углеводорода: Из полученного соотношения видно, что на 1 атом углерода приходится 2 атома водорода, что соответствует общей формуле ( CnH{2n} ). В данном случае, ( n = 1 ), следовательно, формула углеводорода — ( CH_2 ).

  6. Используем относительную плотность по водороду: Относительная плотность вещества по водороду равна 28. Это означает, что молярная масса углеводорода в 28 раз больше молярной массы водорода (которая равна 1 г/моль): [ M_{\text{вещества}} = 28 \times 1 \, \text{г/моль} = 28 \, \text{г/моль}. ]

    Молярная масса углеводорода ( CH_2 ) равна: [ M = 12 + 2 = 14 \, \text{г/моль}. ] Это не соответствует молярной массе, которую мы рассчитали из относительной плотности.

  7. Проверим другие возможные формулы: Если формула углеводорода имеет вид ( CnH{2n} ), где n > 1, и учитывая, что молярная масса ( CnH{2n} = 12n + 2n = 14n ), чтобы получить 28 г/моль, мы можем установить: [ 14n = 28 \implies n = 2. ] Таким образом, формула углеводорода будет ( C_2H_4 ).

  8. Итог: Формула сгоревшего углеводорода, исходя из данных, будет ( C_2H_4 ) (этилен).

avatar
ответил 27 дней назад
0

Для определения формулы углеводорода, исходя из данных задачи, действуем следующим образом:


Дано:

  1. Масса вещества ( m_{\text{вещества}} = 1,12 \, \text{г} );
  2. Объем ( CO2 ) (при н.у.) ( V{CO_2} = 1,792 \, \text{л} );
  3. Масса воды ( m_{H_2O} = 1,44 \, \text{г} );
  4. Относительная плотность по водороду ( D_{H2} = 28 ), что означает ( M{\text{вещества}} = 28 \, \text{г/моль} ).

Необходимо найти молекулярную формулу углеводорода ( C_xH_y ).


1. Найдем количество вещества ( CO_2 ):

Молярный объем газа при нормальных условиях (( V_m )) равен ( 22,4 \, \text{л} / \text{моль} ). Тогда количество вещества ( CO_2 ) рассчитывается как:

[ n_{CO2} = \frac{V{CO_2}}{V_m} = \frac{1,792}{22,4} = 0,08 \, \text{моль}. ]


2. Количество углерода в веществе:

Каждая молекула ( CO_2 ) содержит один атом углерода. Следовательно, количество углерода в веществе равно количеству моль ( CO_2 ):

[ nC = n{CO_2} = 0,08 \, \text{моль}. ]

Масса углерода составляет:

[ m_C = n_C \cdot M_C = 0,08 \cdot 12 = 0,96 \, \text{г}. ]


3. Найдем количество вещества ( H_2O ):

Молярная масса воды ( M_{H_2O} = 18 \, \text{г/моль} ). Тогда количество вещества ( H_2O ) равно:

[ n_{H2O} = \frac{m{H2O}}{M{H_2O}} = \frac{1,44}{18} = 0,08 \, \text{моль}. ]


4. Количество водорода в веществе:

Каждая молекула воды содержит два атома водорода. Следовательно, количество атомов водорода в веществе в моль:

[ nH = 2 \cdot n{H_2O} = 2 \cdot 0,08 = 0,16 \, \text{моль}. ]

Масса водорода составляет:

[ m_H = n_H \cdot M_H = 0,16 \cdot 1 = 0,16 \, \text{г}. ]


5. Количество кислорода в веществе:

Общая масса вещества:

[ m_{\text{вещества}} = 1,12 \, \text{г}. ]

Масса кислорода, если он есть, вычисляется как разность между общей массой вещества и массами углерода и водорода:

[ mO = m{\text{вещества}} - m_C - m_H = 1,12 - 0,96 - 0,16 = 0 \, \text{г}. ]

Масса кислорода равна нулю, значит, вещество состоит только из углерода и водорода.


6. Определение эмпирической формулы:

Найдем соотношение атомов углерода и водорода. Используем количество моль каждого элемента:

[ \text{Соотношение } C : H = \frac{n_C}{n_H} = \frac{0,08}{0,16} = 1 : 2. ]

Эмпирическая формула вещества: ( CH_2 ).


7. Определение молекулярной формулы:

Молекулярная масса вещества ( M_{\text{вещества}} = 28 \, \text{г/моль} ). Молярная масса эмпирической формулы ( CH_2 ) равна:

[ M_{CH_2} = 12 + 2 \cdot 1 = 14 \, \text{г/моль}. ]

Отношение молекулярной массы вещества к молярной массе эмпирической формулы:

[ n = \frac{M{\text{вещества}}}{M{CH_2}} = \frac{28}{14} = 2. ]

Следовательно, молекулярная формула вещества:

[ \text{Молекулярная формула: } C_2H_4. ]


Ответ:

Молекулярная формула углеводорода — ( C_2H_4 ) (этилен).

avatar
ответил 27 дней назад

Ваш ответ

Вопросы по теме