Какова формула кетона, если при полном сгорании 1 м³ его паров образуется 3 м³ углекислого газа и такой же объем водяных паров, причем объемы газов измерены при одинаковых условиях? Подтвердите ответ, написав уравнение реакции.

Химия 11 класс Кетоны и их свойства кетон формула кетона сгорание кетона углекислый газ водяные пары уравнение реакции химия 11 класс Новый

Для нахождения формулы кетона, давайте проанализируем данные, которые у нас есть:

• При полном сгорании 1 м³ паров кетона образуется 3 м³ углекислого газа (CO2).
• Также образуется 1 м³ водяных паров (H2O).

Согласно закону Бойля-Мариотта, при одинаковых условиях (температура и давление) объемы газов пропорциональны количеству вещества. Это значит, что для каждого моль газа мы можем использовать соотношение объемов.

Обозначим кетон как CnH2nO, где n — количество углеродных атомов. При сгорании кетона у нас будет следующая реакция:

Сгорение кетона:

1. Кетон (CnH2nO) реагирует с кислородом (O2) и образует углекислый газ (CO2) и водяные пары (H2O).

Запишем уравнение реакции:

CnH2nO + O2 -> 3 CO2 + H2O

Теперь посчитаем, сколько кислорода необходимо для реакции. Для каждого углерода в кетоне образуется один моль CO2, а для каждого водорода — половина моль H2O. Таким образом, у нас будет:

Число углеродов: n (из кетона)
Число углеродов в продуктах: 3 (из 3 CO2)
Число водородов: 2n (из кетона)
Число водородов в продуктах: 1 (из H2O)

Таким образом, мы можем составить систему уравнений:

• n = 3 (из 3 CO2)
• 2n = 2 (из H2O, так как каждый H2O содержит 2 водорода)

Решая эту систему, мы получаем:

• n = 3

Теперь подставляем n в формулу кетона:

C3H6O

Таким образом, формула кетона, который мы искали, — это C3H6O.

Чтобы подтвердить, давайте подставим это значение в уравнение реакции:

C3H6O + 4 O2 -> 3 CO2 + 3 H2O

Теперь проверим балансировку:

• Слева: 3 углерода, 6 водородов, 4 кислорода (из O2)
• Справа: 3 углерода (из 3 CO2), 6 водородов (из 3 H2O), 6 кислородов (3 CO2 + 3 H2O = 6 O)

Таким образом, уравнение сбалансировано, и мы подтвердили, что формула кетона — C3H6O.