Какова молекулярная формула неизвестного вещества, если при сжигании 4,6 г этого вещества образовалось 8,8 г углекислого газа и 5,4 г воды, а плотность паров вещества по водороду равна 23?

Химия Колледж Определение молекулярной формулы вещества молекулярная формула сжигание вещества углекислый газ вода плотность паров химический анализ химия 12 класс расчёт молекулярной формулы Новый

Для нахождения молекулярной формулы неизвестного вещества, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение количества углерода и водорода в продукте сгорания

Сначала мы найдем количество углерода и водорода, которые образовались при сжигании. Для этого используем данные о масса углекислого газа (CO2) и воды (H2O).

• Масса углекислого газа (CO2) = 8,8 г
• Масса воды (H2O) = 5,4 г

Теперь рассчитаем количество углерода и водорода:

• Молярная масса CO2 = 12 (углерод) + 2*16 (кислород) = 44 г/моль
• Количество углерода в CO2: n(C) = масса CO2 / молярная масса CO2 = 8,8 г / 44 г/моль = 0,2 моль

• Молярная масса H2O = 2*1 (водород) + 16 (кислород) = 18 г/моль
• Количество водорода в H2O: n(H) = масса H2O / молярная масса H2O = 5,4 г / 18 г/моль = 0,3 моль

Шаг 2: Определение общего количества атомов в веществе

Теперь мы знаем, что в продукте сгорания образовалось:

• 0,2 моль углерода (C)
• 0,3 моль водорода (H)

Так как в процессе сгорания все углероды и водороды из вещества превращаются в CO2 и H2O, мы можем сказать, что в исходном веществе также было 0,2 моль углерода и 0,3 моль водорода.

Шаг 3: Определение массы вещества

Теперь мы можем определить массу углерода и водорода в исходном веществе:

• Масса углерода: m(C) = n(C) * молярная масса C = 0,2 моль * 12 г/моль = 2,4 г
• Масса водорода: m(H) = n(H) * молярная масса H = 0,3 моль * 1 г/моль = 0,3 г

Теперь найдем массу кислорода, который также присутствует в веществе:

• Общая масса вещества = 4,6 г
• Масса кислорода: m(O) = общая масса - (m(C) + m(H)) = 4,6 г - (2,4 г + 0,3 г) = 4,6 г - 2,7 г = 1,9 г

Шаг 4: Определение количества кислорода

Теперь найдем количество кислорода в веществе:

• Молярная масса O = 16 г/моль
• Количество кислорода: n(O) = m(O) / молярная масса O = 1,9 г / 16 г/моль = 0,11875 моль

Шаг 5: Определение эмпирической формулы

Теперь у нас есть количество атомов углерода, водорода и кислорода:

• C: 0,2 моль
• H: 0,3 моль
• O: 0,11875 моль

Чтобы получить простейшие целые отношения, делим все количества на наименьшее значение (0,11875):

• C: 0,2 / 0,11875 = 1,68
• H: 0,3 / 0,11875 = 2,53
• O: 0,11875 / 0,11875 = 1

Теперь округляем до целых чисел, получаем примерно:

• C: 2
• H: 3
• O: 1

Таким образом, эмпирическая формула: C2H3O.

Шаг 6: Определение молекулярной формулы

Теперь нам нужно использовать плотность паров вещества по водороду, чтобы найти молекулярную формулу. Плотность паров по водороду равна 23, это означает, что молекулярная масса вещества:

• Молярная масса = 23 * 2 = 46 г/моль

Теперь найдем молярную массу нашей эмпирической формулы C2H3O:

• Молярная масса = 2*12 (углерод) + 3*1 (водород) + 1*16 (кислород) = 24 + 3 + 16 = 43 г/моль

Сравниваем молярную массу эмпирической формулы с молярной массой вещества:

• 46 г/моль (молекулярная масса) / 43 г/моль (эмпирическая формула) = 1,07

Это приближенно 1, значит, молекулярная формула совпадает с эмпирической формулой.

Ответ: Молекулярная формула неизвестного вещества: C2H3O.