хелп! 1) При сгорании органического вещества массой 3,1г образовалось 2,24 л оксида углерода (IV) (н.у.), 4,5г воды и 1,12 л азота(н.у.). Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 15,5. Установите молекулярную формулу этого вещества.
2)Органическое вещество А содержит 6,93% азота, 5,94% водорода и 39,6% брома. Известно, что вещество А образовалось в результате взаимодействия бромэтана и азотсодержащего вещества Б. Установите молекулярную формулу вещества А.
3) При сжигании одноатомного спирта было получено 17,92 л (н. у.) углекислого газа и 9,0 г воды. Плотность паров спирта по водороду равна 61. При окислении спирта оксидом меди (II) образуется альдегид. Определите молекулярную формулу спирта.
1) Давайте начнем со второго вопроса и установим молекулярную формулу для вещества А. Для этого нам нужно найти количество атомов каждого элемента в данной веществе.
По условию вещество А содержит 6,93% азота. Для расчета количества атомов азота в 100 г вещества, нам необходимо узнать молярную массу азота и использовать формулу:
Масса азота (г) = процент содержания азота * молярная масса азота / 100
Молярная масса азота равняется 14 г/моль, поэтому:
Масса азота (г) = 6,93 * 14 / 100 = 0,9702 г
Теперь мы знаем, что в 100 г вещества А содержится 0,9702 г азота. Это можно использовать для расчета количества молей азота в 100 г вещества.
Количество молей азота = масса азота / молярная масса азота = 0,9702 г / 14 г/моль = 0,0693 моль
Аналогично, для водорода:
Масса водорода (г) = 5,94 * 1 / 100 = 0,0594 г
Количество молей водорода = масса водорода / молярная масса водорода = 0,0594 г / 1 г/моль = 0,0594 моль
И для брома:
Масса брома (г) = 39,6 * 80 / 100 = 31,68 г
Количество молей брома = масса брома / молярная масса брома = 31,68 г / 80 г/моль = 0,396 моль
Теперь, зная количество молей каждого элемента, мы можем определить их отношение. Для этого нам нужно найти наименьшее общее кратное (НОК) количества молей каждого элемента.
Для азота, водорода и брома НОК равняется 100, так как наименьшее целое число, на которое можно умножить каждое количество молей, чтобы получить целые числа, это 100.
Таким образом, соотношение азота, водорода и брома в молекулярной формуле будет:
азот : водород : бром = 0,0693 : 0,0594 : 0,396
Чтобы преобразовать эти отношения в целые числа, нам необходимо умножить их на 100:
азот : водород : бром = 6,93 : 5,94 : 39,6
Теперь мы можем записать молекулярную формулу, используя полученное соотношение. C учетом недостающих данных формула будет выглядеть так: АzHvBrb.
2) Теперь перейдем к первому вопросу, где нужно установить молекулярную формулу для органического вещества, сгоревшего с образованием оксида углерода (IV), воды и азота.
Данные, которые мы имеем:
- масса органического вещества = 3,1 г,
- объем оксида углерода (IV) = 2,24 л (н.у.),
- масса воды = 4,5 г,
- объем азота = 1,12 л (н.у.).
Для начала найдем количество молей оксида углерода (IV):
По уравнению горения органического вещества, каждый молекул углерода соединяется с одной молекулой кислорода, образуя одну молекулу оксида углерода. Таким образом, количество молей оксида углерода будет равно количеству молей углерода, которое равняется массе углерода, деленной на его молярную массу.
Молярная масса углерода равна 12 г/моль, поэтому:
Количество молей оксида углерода = масса углерода / молярная масса углерода = 3,1 г / 12 г/моль = 0,2583 моль
Оксид углерода (IV) содержит равное количество атомов углерода и кислорода. Так как у нас 0,2583 моль оксида углерода, то мы можем сказать, что количество молей углерода и кислорода также равно 0,2583 моль каждого.
Теперь рассчитаем количество молей воды. В воде содержится 2 атома водорода, поэтому:
Количество молей воды = масса воды / молярная масса воды = 4,5 г / 18 г/моль = 0,25 моль
Мы знаем, что в каждой молекуле воды содержится 2 атома водорода, поэтому количество молей водорода будет 2 раза больше, чем количество молей воды:
Количество молей водорода = 2 * количество молей воды = 2 * 0,25 = 0,5 моль
Теперь рассчитаем количество молей азота. По уравнению горения органического вещества, количество молей азота будет равно количеству молей оксида азота, которое можно получить в результате горения.
Объем азота, образованного при сгорании, составляет 1,12 л (н.у.), что соответствует 1,12/22,4 = 0,05 моль, так как 1 моль газа занимает при н.у. объем 22,4 л.
Теперь, зная количество молей каждого элемента, мы можем установить их соотношение. Здесь мы делаем предположение, что вещество состоит только из углерода, водорода, кислорода и азота (без смешения с элементами из группы pnictogen). Если это предположение верно, то соотношение между элементами в молекулярной формуле будет:
углерод : водород : кислород : азот = 0,2583 : 0,5 : 0,2583 : 0,05
Чтобы преобразовать эти отношения в целые числа, нам нужно умножить их на 10:
углерод : водород : кислород : азот = 2,583 : 5 : 2,583 : 0,5
Таким образом, молекулярная формула вещества будет выглядеть следующим образом: C2.583H5.0O2.583N0.5.
3) Перейдем к третьему вопросу, где нужно определить молекулярную формулу спирта, полученного в результате сжигания одноатомного спирта и окисления оксидом меди (II) до альдегида.
Данные, которые имеем:
- объем углекислого газа = 17,92 л (н. у.),
- масса воды = 9,0 г,
- плотность паров спирта по водороду = 61.
Давайте начнем с расчета количества молей углекислого газа. По уравнению химической реакции, каждый молекул спирта окисляется до образования одной молекулы углекислого газа. Таким образом, количество молей углекислого газа будет равно количеству молей спирта.
Объем углекислого газа можно перевести в количество молей, используя объем молярного газа при нормальных условиях (н.у.), который равен 22,4 л/моль:
Количество молей спирта = объем углекислого газа / объем молярного газа = 17,92 л / 22,4 л/моль = 0,8 моль
Теперь рассчитаем количество молей воды. По уравнению химической реакции, каждая молекула спирта окисляется до образования одной молекулы воды. Таким образом, количество молей воды такое же, как и количество молей спирта:
Количество молей воды = количество молей спирта = 0,8 моль
Массу воды можно использовать для расчета количества молей водорода. В воде содержится 2 атома водорода, поэтому количество молей водорода будет в два раза больше, чем количество молей воды:
Количество молей водорода = 2 * количество молей воды = 2 * 0,8 = 1,6 моль
Теперь, используя плотность паров спирта по водороду, мы можем рассчитать количество молей спирта. Плотность паров спирта по водороду равна отношению массы спирта к массе атома водорода в одной молекуле спирта. Поэтому:
Масса спирта = плотность * масса водорода
Молекулярная масса водорода равна 1 г/моль, поэтому:
Масса спирта = 61 * 1,6 г = 97,6 г
Теперь мы можем рассчитать количество молей спирта, используя его молярную массу. Предположим, что молекула спирта состоит только из углерода, водорода и кислорода (без смешения с элементами из группы pnictogen):
Масса молекулы спирта = количество молей спирта * молярная масса спирта
Масса одной молекулы спирта равна сумме масс атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле спирта. Известно, что масса молекулы алкоголя CnH2n+2 равна n * 12 + (2n + 2) * 1 + 16 = 14n + 18 г/моль, где n - число углеродных атомов в молекуле спирта.
Теперь мы можем составить уравнение:
масса молекулы спирта = 14n + 18 г/моль
Из условия известно, что масса спирта равна 97,6 г:
97,6 г = 14n + 18 г/моль
Выразим n:
14n = 97,6 г - 18 г/моль
14n = 79,6 г
n = 79,6 г / 14 г/моль
n = 5,6857 моль
Поскольку n должен быть целым числом, округлим его:
n ≈ 6 моль
Таким образом, молекулярная формула спирта будет C6H14O.