Какова молекулярная формула органического вещества с относительной плотностью по азоту 1, если массовые доли углерода и водорода в нем составляют 85,7% и 14,3% соответственно? Запишите его структурную формулу. К какому гомологическому ряду оно принадлежит и какой объем водорода необходим для превращения 98 г данного вещества в этан в присутствии никелевого катализатора при нагревании?

Химия 11 класс Органическая химия молекулярная формула органическое вещество относительная плотность углерод водород структурная формула Гомологический ряд объём водорода никелевый катализатор нагревание Новый

Чтобы определить молекулярную формулу органического вещества, начнем с анализа данных, которые у нас есть.

• Массовые доли: углерод (C) - 85,7%, водород (H) - 14,3%.
• Относительная плотность по азоту: 1.

Сначала найдем молярные массы углерода и водорода:

• Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
• Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль.

Теперь, зная массовые доли, можем рассчитать количество молей каждого элемента в 100 г вещества:

• Количество молей углерода: 85,7 г / 12 г/моль = 7,14 моль.
• Количество молей водорода: 14,3 г / 1 г/моль = 14,3 моль.

Теперь найдем соотношение между углеродом и водородом. Для этого делим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей:

• Углерод: 7,14 / 7,14 = 1.
• Водород: 14,3 / 7,14 ≈ 2.

Таким образом, мы получаем формулу C1H2, что соответствует алканам. Однако для определения молекулярной формулы нам нужно учесть относительную плотность по азоту.

Относительная плотность по азоту 1 означает, что молекулярная масса нашего вещества равна молекулярной массе азота (N2), которая составляет 28 г/моль. Это также указывает на то, что молекулярная формула вещества может быть C2H6 (этан), так как:

• Молярная масса C2H6 = 2 * 12 + 6 * 1 = 30 г/моль.

Теперь, когда мы знаем, что молекулярная формула нашего вещества - C2H6, запишем его структурную формулу:

Структурная формула этана:

H3C-CH3

Этан принадлежит к гомологическому ряду алканов.

Теперь перейдем к расчету объема водорода, необходимого для превращения 98 г данного вещества в этан в присутствии никелевого катализатора при нагревании.

Сначала найдем количество молей нашего вещества:

• Количество молей C2H6 = 98 г / 30 г/моль ≈ 3,27 моль.

Каждый моль C2H6 требует 1 моль водорода для реакции, следовательно, для 3,27 моль C2H6 потребуется 3,27 моль водорода.

Теперь найдем объем водорода при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:

• Объем водорода = 3,27 моль * 22,4 л/моль ≈ 73,23 л.

Таким образом, для превращения 98 г данного вещества в этан необходимо примерно 73,23 литра водорода.