Какова формула вещества, если при сжигании 7 г циклического углеводорода образовались 22 г углекислого газа и 9 г воды?

Веселый_Смех

61

Для решения данной задачи, нам необходимо найти формулу циклического углеводорода, основываясь на данных о его сжигании и образовании продуктов реакции.

Дано:
Масса циклического углеводорода (m1) = 7 г
Масса углекислого газа (m2) = 22 г
Масса воды (m3) = 9 г
Плотность паров этого вещества в нормальных условиях (ρ) = 3,125 г/л

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества каждого продукта сгорания:
Количество вещества углекислого газа (n2) = масса (m2) / молярная масса (M2 углекислого газа)
Количество вещества воды (n3) = масса (m3) / молярная масса (M3 воды)

Молярные массы углекислого газа (M2) и воды (M3) равны соответственно:
M2 = 44 г/моль
M3 = 18 г/моль

Подставляем значения:
n2 = 22 г / 44 г/моль = 0.5 моль
n3 = 9 г / 18 г/моль = 0.5 моль

Шаг 2: Рассчитаем количество углерода и водорода в циклическом углеводороде:
Общее количество углерода и водорода в циклическом углеводороде равно суммарному количеству углерода и водорода в продуктах сгорания.

Количество углерода (C) = количество углерода в углекислом газе (C2) + количество углерода в воде (C3)
Количество водорода (H) = количество водорода в воде (H3)

Углекислый газ (CO2) содержит 1 атом углерода и 2 атома кислорода, а вода (H2O) содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода.

Подставляем значения:
C = 1 * n2 = 1 * 0.5 моль = 0.5 моль углерода
H = 2 * n3 = 2 * 0.5 моль = 1 моль водорода.

Общее количество углерода и водорода в циклическом углеводороде равно C + H = 0.5 моль + 1 моль = 1.5 моль.

Шаг 3: Рассчитываем молярную массу циклического углеводорода:
Молярная масса (M1 углеводорода) = масса (m1) / количество вещества (n1)

Подставляем значения:
M1 = 7 г / 1.5 моль ≈ 4.67 г/моль

Шаг 4: Определяем формулу циклического углеводорода:
Поскольку в условии дано, что пары этого вещества обладают плотностью паров 3,125 г/л, то постановка задачи подразумевает, что вещество находится в газообразном состоянии.

Определим объем 1 моля газа при нормальных условиях используя уравнение идеального газа:
V = (R * T) / P

P - давление вещества (сравнивается с нормальным давлением 1 атм)
T - температура вещества (при нормальных условиях 0°C = 273,15K)
R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л * атм/моль * К)

Подставляем значения:
V = (0,0821 л * атм/моль * К * 273,15K) / 1 атм = 22,414 л/моль

Шаг 5: Рассчитываем плотность циклического углеводорода:
Плотность (d) = масса (m1) / V

Подставляем значения:
d = 7 г / 22,414 л ≈ 0,312 г/л

Так как плотность паров этого вещества в нормальных условиях составляет 3,125 г/л, а наш расчетный результат плотности составляет 0,312 г/л, делаем вывод, что указанная масса является 10-кратной массе 1 моля газа.

Это обязательно указывает на наличие 10 таких выражений между атомами в молекуле.

Поэтому формула вещества будет CH10, что соответствует молекуле циклогексана (циклического углеводорода) с десятью атомами водорода.