Какова молекулярная формула органического соединения, если его относительная плотность паров по отношению к гелию равна

Raduga

17

Дано:
Относительная плотность паров органического соединения (d) = 15
Масса углекислого газа (m_CO2) = 26,4 г
Масса воды (m_H2O) = 10,8 г

Решение:
1. Рассмотрим сначала процесс сжигания органического соединения. При полном сгорании органического соединения образуется углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Из условия задачи известны массы образовшихся продуктов сгорания.

2. Рассмотрим сначала образование углекислого газа (CO2).
Молярная масса углекислого газа (M_CO2) = 44 г/моль
Молярная масса органического соединения (M_соед.) = ?
Масса углекислого газа выражается через молярную массу и количество вещества по формуле:
m_CO2 = M_CO2 * n_CO2
Где n_CO2 - количество вещества углекислого газа.

Если нам дана масса углекислого газа и мы знаем его молярную массу, то мы можем найти количество вещества углекислого газа:
n_CO2 = m_CO2 / M_CO2

Таким образом, мы можем выразить молярную массу органического соединения через массу углекислого газа:
M_соед. = m_CO2 / n_CO2

Подставляем известные значения:
M_соед. = 26,4 г / (m_CO2 / M_CO2)
M_соед. = 26,4 г / (26,4 г / 44 г/моль)
M_соед. = 44 г/моль

3. Теперь рассмотрим образование воды (H2O).
Молярная масса воды (M_H2O) = 18 г/моль
Масса воды выражается через молярную массу и количество вещества по формуле:
m_H2O = M_H2O * n_H2O
Где n_H2O - количество вещества воды.

Если нам дана масса воды и мы знаем ее молярную массу, то мы можем найти количество вещества воды:
n_H2O = m_H2O / M_H2O

Таким образом, мы можем выразить молярную массу органического соединения через массу воды:
M_соед. = m_H2O / (n_H2O * 2)

Подставляем известные значения:
M_соед. = 10,8 г / (m_H2O / M_H2O * 2)
M_соед. = 10,8 г / (10,8 г / 18 г/моль * 2)
M_соед. = 54 г/моль

4. По определению молярной массы, она равна сумме масс атомов, входящих в молекулу органического соединения. Поэтому, чтобы найти молекулярную формулу органического соединения, необходимо выяснить, какие атомы входят в его состав и в каком количестве.

Масса углерода (M_C) = 12 г/моль
Масса водорода (M_H) = 1 г/моль
Масса кислорода (M_O) = 16 г/моль

Предположим, что в молекуле органического соединения содержатся n_C атомов углерода, n_H атомов водорода и n_O атомов кислорода. Тогда масса органического соединения может быть выражена следующим образом:
M_соед. = n_C * M_C + n_H * M_H + n_O * M_O

Подставляем известные значения молярной массы органического соединения:
54 г/моль = n_C * 12 г/моль + n_H * 1 г/моль + n_O * 16 г/моль

5. Теперь мы можем найти молекулярную формулу органического соединения.
Для этого нам нужно найти наименьшие целые положительные значения n_C, n_H и n_O, удовлетворяющие уравнению, приведенному в предыдущем пункте.
Следует отметить, что соединение должно быть органическим, поэтому в молекуле должны присутствовать атомы углерода и водорода. Поэтому возьмем n_C = 1 и n_H = 4.

Подставляем найденные значения в уравнение:
54 г/моль = 1 * 12 г/моль + 4 * 1 г/моль + n_O * 16 г/моль
54 г/моль = 12 г/моль + 4 г/моль + n_O * 16 г/моль
54 г/моль - 12 г/моль - 4 г/моль = n_O * 16 г/моль
38 г/моль = n_O * 16 г/моль
n_O = 38 г/моль / 16 г/моль
n_O ≈ 2,375

Ответ:
Молекулярная формула органического соединения: CH4O2