Какова молекулярная формула органического вещества, имеющего вид белых кристаллов, если при сжигании 2,95 г этого вещества было получено 2,24 л углекислого газа, 0,56 л азота и 2,25 г воды? Известно, что молекула вещества содержит только один атом азота и реагирует при нагревании как с кислотами, так и с щелочами. Пожалуйста, приведите дано, решение, формулы и ответ.

Химия 11 класс Органическая химия молекулярная формула органическое вещество белые кристаллы сжигание вещества углекислый газ азот вода атом азота нагревание кислоты щелочи решение задачи химия 11 класс Новый

Дано:

• Масса органического вещества (m) = 2,95 г
• Объем углекислого газа (V_CO2) = 2,24 л
• Объем азота (V_N2) = 0,56 л
• Масса воды (m_H2O) = 2,25 г
• Содержит один атом азота (N)

Решение:

1. Определение количества углерода (C):
• Используем уравнение состояния газа: 1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях.
• Количество моль углекислого газа (n_CO2) можно найти по формуле: n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль.
• n_CO2 = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.
• Так как каждый моль CO2 содержит 1 моль углерода, количество углерода в веществе равно 0,1 моль.
2. Определение количества водорода (H):
• Сначала найдем количество молей воды: n_H2O = m_H2O / M_H2O, где M_H2O = 18 г/моль.
• n_H2O = 2,25 г / 18 г/моль = 0,125 моль.
• Каждый моль воды содержит 2 моль водорода, значит количество водорода: n_H = 2 * n_H2O = 2 * 0,125 моль = 0,25 моль.
3. Определение количества азота (N):
• Объем азота (N2) равен 0,56 л. Количество молей азота: n_N2 = 0,56 л / 22,4 л/моль = 0,025 моль.
• Каждый моль N2 содержит 2 моль азота, значит количество азота: n_N = 2 * n_N2 = 2 * 0,025 моль = 0,05 моль.
4. Суммирование атомов:
• Теперь у нас есть:
  • C: 0,1 моль
  • H: 0,25 моль
  • N: 0,05 моль
• Для нахождения целых чисел, делим все значения на 0,05 (наименьшее количество моль):
• C: 0,1 / 0,05 = 2
• H: 0,25 / 0,05 = 5
• N: 0,05 / 0,05 = 1
• Таким образом, получаем соотношение: C2H5N.
5. Определение молекулярной формулы:
• Теперь найдем молекулярную массу C2H5N:
• M_C2H5N = (2 * 12) + (5 * 1) + (1 * 14) = 24 + 5 + 14 = 43 г/моль.
• Теперь сравним с общей массой вещества: 2,95 г / 43 г/моль = 0,068 моль.
• Так как мы нашли, что 0,068 моль соответствует эмпирической формуле, молекулярная формула будет такой же, как и эмпирическая.

Ответ: Молекулярная формула органического вещества - C2H5N.