Органического вещества сгорает 3 грамма, выделяя 5,04 литра углекислого газа (н. у.) и 2,7 грамма воды. При окислении

Zolotoy_List

19

Задача на определение молекулярной формулы органического вещества может быть решена с помощью применения закона Лавуазье о сохранении массы.

Дано:
Масса органического вещества, сгоревшего = 3 г
Масса углекислого газа, выделившегося = 5,04 л (н.у.)
Масса воды, выделившейся = 2,7 г

Уравнение реакции горения органического вещества:

CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O

Масса углекислого газа, выделившегося, можно найти с помощью идеального газового закона:

PV = nRT

где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Объем углекислого газа можно перевести в моль:

V (н.у.) = 5,04 л = 5,04/22,4 = 0,225 моль

Так как мы знаем объем и количество вещества в моль, то можем найти количество вещества в граммах, используя молярную массу:

n = m/M

где n - количество вещества в моль, m - масса вещества в граммах, M - молярная масса вещества.

Mолярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль

Таким образом:

m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0,225 * 44 = 9,9 г

Масса воды, выделившейся, также может быть найдена аналогичным образом:

m(H2O) = n(H2O) * M(H2O) = 0,15 * 18 = 2,7 г

Теперь мы можем найти количество углерода и водорода в органическом веществе.

1) Количество углерода:

m(C) = m(CO2) - 2 * m(H2O) = 9,9 - 2 * 2,7 = 4,5 г

2) Количество водорода:

m(H) = m(H2O) / 2 = 2,7 / 2 = 1,35 г

Теперь мы можем найти количество молей углерода и водорода, используя их молярные массы:

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

1) Количество молей углерода:

n(C) = m(C) / M(C) = 4,5 / 12 = 0,375 моль

2) Количество молей водорода:

n(H) = m(H) / M(H) = 1,35 / 1 = 1,35 моль

Теперь мы знаем количество молей углерода и водорода в органическом веществе. Чтобы найти их отношение и определить молекулярную формулу, мы делим количество молей каждого элемента на меньшее из них:

1) Отношение молей углерода к молям водорода:

n(C) / n(H) = 0,375 / 1,35 ≈ 0,278

Таким образом, отношение молей углерода к молям водорода составляет примерно 0,278. Это отношение можно представить в виде простой частицы, имеющей целочисленное отношение молей углерода к молям водорода.

Упростим это отношение, поделив его на его наименьший коэффициент:

0,278 / 0,278 ≈ 1

Таким образом, молекулярная формула органического вещества составляет СH.

Теперь давайте составим структурную формулу, отражающую порядок связи атомов в молекуле.

H-C-H

Таким образом, структурная формула органического вещества будет H-C-H.

Наконец, уравнение реакции окисления этого вещества сернокислым раствором перманганата калия можно записать следующим образом:

CH + 4KMnO4 + 6H2SO4 = CO2 + 4MnSO4 + 4K2SO4 + 6H2O

Надеюсь, этот ответ поможет вам понять задачу и найти молекулярную формулу исходного органического вещества, составить его структурную формулу и уравнение реакции окисления! Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, задавайте!