Какое органическое вещество сжигается при массе 2.84 г, образуя 4.48 л углекислого газа и 3.96 г воды, если его относительная плотность по водороду равна 71? Какова молекулярная формула этого вещества и его название? Напишите также структурную формулу.

Химия 11 класс Органическая химия органическое вещество сжигание углекислый газ вода относительная плотность молекулярная формула структурная формула химия 11 класс Новый

Для решения задачи давайте сначала определим состав органического вещества, используя данные о его сгорании. Мы знаем, что при сгорании вещества образуется углекислый газ (CO2) и вода (H2O).

Шаг 1: Определение количества вещества CO2 и H2O

• Объем углекислого газа: 4.48 л
• По закону Бойля-Мариотта, 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22.4 л. Найдем количество моль CO2:

Количество моль CO2 = объем CO2 / 22.4 = 4.48 / 22.4 = 0.2 моль

• Теперь найдем количество моль H2O. Молярная масса воды (H2O) составляет 18 г/моль. Мы имеем 3.96 г воды:

Количество моль H2O = масса H2O / молярная масса H2O = 3.96 / 18 = 0.22 моль

Шаг 2: Определение количества атомов углерода и водорода

Из уравнения реакции сгорания мы знаем, что:

• Каждый моль CO2 содержит 1 моль углерода (C).
• Каждый моль H2O содержит 2 моль водорода (H).

Поэтому:

• Количество углерода (C) = количество моль CO2 = 0.2 моль
• Количество водорода (H) = 2 * количество моль H2O = 2 * 0.22 = 0.44 моль

Шаг 3: Определение количества атомов кислорода

Теперь мы можем определить количество кислорода (O) в нашем веществе. Для этого воспользуемся уравнением сгорания:

• Общее количество атомов кислорода в продуктах реакции:
• Кислород из CO2: 0.2 моль * 2 = 0.4 моль O
• Кислород из H2O: 0.22 моль * 1 = 0.22 моль O

Общее количество кислорода = 0.4 + 0.22 = 0.62 моль O.

Шаг 4: Определение молекулярной формулы

Теперь у нас есть количество атомов каждого элемента:

• C: 0.2 моль
• H: 0.44 моль
• O: 0.62 моль

Чтобы получить целые числа, умножим все на 5:

• C: 1
• H: 2.2 (округляем до 2)
• O: 3.1 (округляем до 3)

Таким образом, получаем формулу C1H2.2O3. Но так как количество атомов водорода не может быть дробным, мы можем умножить на 2, чтобы получить целые числа:

• C: 2
• H: 4
• O: 6

Таким образом, молекулярная формула будет C2H4O6, что соответствует формуле уксусной кислоты (C2H4O2).

Шаг 5: Определение молекулярной массы

Теперь мы можем проверить относительную плотность. Относительная плотность по водороду равна 71, что указывает на молекулярную массу:

Молекулярная масса = 71 * 2 = 142 г/моль.

Шаг 6: Структурная формула

Структурная формула уксусной кислоты (C2H4O2) выглядит следующим образом:

H3C-C(=O)OH.

Таким образом, мы пришли к выводу, что органическое вещество имеет молекулярную формулу C2H4O2 и называется уксусная кислота.