При сжигании 112 мл газообразного органического вещества получено 448 мл углекислого газа (н.у.) и 0,45...

Для определения молекулярной формулы органического вещества, начнем с имеющихся данных:

1. Объем углекислого газа (CO₂) = 448 мл.
2. Масса воды (H₂O) = 0,45 г.
3. Плотность паров по водороду = 29.

Шаг 1: Определение количества вещества углекислого газа (CO₂)

При стандартных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22400 мл). Используя это, мы можем найти количество вещества углекислого газа:

[ n{CO₂} = \frac{V{CO₂}}{V_{m}} = \frac{448 \, \text{мл}}{22400 \, \text{мл/моль}} = 0,02 \, \text{моль} ]

Шаг 2: Определение количества вещества воды (H₂O)

Теперь найдем количество вещества воды. Молярная масса воды составляет 18 г/моль:

[ n{H₂O} = \frac{m{H₂O}}{M_{H₂O}} = \frac{0,45 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,025 \, \text{моль} ]

Шаг 3: Определение количества углерода и водорода в органическом веществе

Согласно уравнению горения, каждый моль углеводорода дает 1 моль CO₂ и 0,5 моль H₂O. Поскольку мы получили 0,02 моль CO₂, это означает, что:

• Углерод (C): 0,02 моль CO₂ содержит 0,02 моль углерода.
• Водород (H): 0,025 моль H₂O содержит 0,05 моль водорода (так как в 1 моль H₂O содержится 2 моль H).

Итак, у нас есть:

• C: 0,02 моль
• H: 0,05 моль

Шаг 4: Определение соотношения атомов C и H

Теперь найдем простейшее соотношение между углеродом и водородом, деля количество каждого элемента на наименьшее количество:

• C: ( \frac{0,02}{0,02} = 1 )
• H: ( \frac{0,05}{0,02} = 2,5 )

Это соотношение показывает, что на 1 атом углерода приходится 2,5 атома водорода. Чтобы получить целые числа, умножим на 2:

• C: 2
• H: 5

Таким образом, у нас получается:

[ C_2H_5 ]

Шаг 5: Определение молекулярной формулы на основе плотности паров

Плотность паров по водороду (D) равна 29. Плотность паров по водороду рассчитывается по формуле:

[ D = \frac{M}{M_{H_2}} = \frac{M}{2} ]

где ( M ) — молекулярная масса вещества. Следовательно:

[ M = D \cdot 2 = 29 \cdot 2 = 58 \, \text{г/моль} ]

Теперь найдем молекулярную массу нашего соединения:

• Для ( C_2H_5 ): ( 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 = 24 + 5 = 29 \, \text{г/моль} ).

Это значение меньше 58 г/моль, что говорит о том, что нужно умножить формулу на 2, чтобы получить молекулярную формулу:

[ C_2H_5 \Rightarrow C4H{10} ]

Итог: молекулярная формула органического вещества — ( C4H{10} ).

Для определения молекулярной формулы органического вещества, сначала найдем его молекулярную массу. Плотность паров по водороду (d) равна 29, следовательно, молекулярная масса вещества (M) рассчитывается по формуле:

[ M = d \times 2 = 29 \times 2 = 58 \, \text{г/моль} ]

Теперь определим состав вещества. Из 0,45 г воды (H₂O) можно найти количество водорода и кислорода:

1. Масса воды: 0,45 г
2. Молярная масса воды: 18 г/моль
3. Количество воды:

[ n(H₂O) = \frac{0,45 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0,025 \, \text{моль} ]

1. Количество водорода в воде:

[ n(H) = 2 \cdot n(H₂O) = 2 \cdot 0,025 = 0,05 \, \text{моль} ]

1. Масса водорода:

[ m(H) = n(H) \cdot M(H) = 0,05 \, \text{моль} \cdot 1 \, \text{г/моль} = 0,05 \, \text{г} ]

1. Количество кислорода в воде:

[ n(O) = n(H₂O) = 0,025 \, \text{моль} ]

1. Масса кислорода:

[ m(O) = n(O) \cdot M(O) = 0,025 \, \text{моль} \cdot 16 \, \text{г/моль} = 0,4 \, \text{г} ]

Теперь определим количество углерода в углекислом газе:

1. Объем углекислого газа: 448 мл = 0,448 л (при н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л)
2. Количество углекислого газа:

[ n(CO₂) = \frac{0,448 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,02 \, \text{моль} ]

Это значит, что в веществе содержится 0,02 моль углерода.

Теперь у нас есть состав вещества:

• Углерод (C): 0,02 моль
• Водород (H): 0,05 моль
• Кислород (O): 0,025 моль

Соотношение атомов C:H:O:

• C: 0,02
• H: 0,05
• O: 0,025

Приведем к целым числам:

• C: 2
• H: 5
• O: 1

Таким образом, эмпирическая формула вещества — C₂H₅O. Теперь найдем молекулярную формулу, зная, что молекулярная масса 58 г/моль. Молярная масса эмпирической формулы C₂H₅O:

[ M_{C₂H₅O} = 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 16 = 24 + 5 + 16 = 45 \, \text{г/моль} ]

Теперь найдем отношение:

[ \frac{58}{45} \approx 1,29 ]

Это близко к 1, значит, молекулярная формула равна эмпирической: C₂H₅O.

Ответ: C₂H₅O.

Для решения задачи определим состав органического вещества и его молекулярную формулу, используя данные об объемах газов, массе воды и плотности паров.

Дано:

1. Объем органического вещества (V_вещества) = 112 мл.
2. Объем углекислого газа (V_CO2) = 448 мл.
3. Масса воды (m_H2O) = 0,45 г.
4. Плотность паров вещества по водороду ((D)) = 29.
5. Условия нормальные (н.у.): температура = 0°C, давление = 1 атм.

Решение:

1. Определим молекулярную массу вещества ((M)) по плотности паров:

Плотность паров показывает, во сколько раз молекулярная масса вещества больше массы двух атомов водорода. То есть: [ M = D \cdot 2. ] Подставляем значение (D = 29): [ M = 29 \cdot 2 = 58 \, \text{г/моль}. ]

2. Найдем количество моль углекислого газа ((n{CO2})) и воды ((n{H2O})):

По уравнению состояния для газа при н.у. (1 моль газа занимает объем 22,4 л = 22400 мл): [ n = \frac{V}{V_m}, ] где (V_m = 22400 \, \text{мл/моль}).

Для углекислого газа: [ n_{CO2} = \frac{448}{22400} = 0,02 \, \text{моль}. ]

Для воды: [ n{H2O} = \frac{m{H2O}}{M{H2O}}, ] где (M{H2O} = 18 \, \text{г/моль}).

[ n_{H2O} = \frac{0,45}{18} = 0,025 \, \text{моль}. ]

3. Определим количество атомов углерода ((C)) и водорода ((H)) в молекуле вещества:

• Каждый моль (CO2) соответствует одному молю атомов (C), поэтому: [ nC = n{CO2} = 0,02 \, \text{моль}. ]

• Каждый моль (H2O) содержит два моля атомов (H), поэтому: [ nH = 2 \cdot n{H2O} = 2 \cdot 0,025 = 0,05 \, \text{моль}. ]

4. Найдем массу углерода ((m_C)) и водорода ((m_H)):

• Масса углерода: [ m_C = n_C \cdot M_C = 0,02 \cdot 12 = 0,24 \, \text{г}. ]

• Масса водорода: [ m_H = n_H \cdot M_H = 0,05 \cdot 1 = 0,05 \, \text{г}. ]

5. Найдем массу кислорода ((m_O)) в молекуле вещества:

Общая масса вещества ((m{вещества})) равна произведению его молекулярной массы ((M)) на количество молей вещества ((n{вещества})): [ n{вещества} = \frac{V{вещества}}{V_m} = \frac{112}{22400} = 0,005 \, \text{моль}. ]

[ m{вещества} = n{вещества} \cdot M = 0,005 \cdot 58 = 0,29 \, \text{г}. ]

Масса кислорода: [ mO = m{вещества} - m_C - m_H. ]

[ m_O = 0,29 - 0,24 - 0,05 = 0 \, \text{г}. ]

Таким образом, кислорода в составе молекулы нет.

6. Определяем эмпирическую формулу вещества:

Соотношение атомов в молекуле определяется делением количества моль каждого элемента на наименьшее из значений:

• Для углерода: [ \frac{n_C}{n_C} = \frac{0,02}{0,02} = 1. ]

• Для водорода: [ \frac{n_H}{n_C} = \frac{0,05}{0,02} = 2,5. ]

Умножим все коэффициенты на 2, чтобы получить целые числа: [ C_2H_5. ]

Эмпирическая формула вещества: (C_2H_5).

7. Определяем молекулярную формулу:

Молекулярная формула является кратным эмпирической формулы. Найдем это кратное ((k)): [ k = \frac{M}{M_{\text{эмпирическая}}}. ]

Масса эмпирической формулы ((C_2H5)): [ M{\text{эмпирическая}} = 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 = 29 \, \text{г/моль}. ]

[ k = \frac{58}{29} = 2. ]

Молекулярная формула: [ (C_2H_5)_2 = C4H{10}. ]

Ответ:

Молекулярная формула вещества: (C4H{10}) (бутан).