Относительная плотность паров органического вещества по кислороду равна 2,125. При сжигании 10,2 г этого...

Дано: Относительная плотность паров органического вещества по кислороду = 2,125 Масса сгоревшего вещества = 10,2 г Объем углекислого газа = 16,8 л Масса воды = 10,8 г

1. Рассчитаем количество молей углекислого газа: n(CO2) = V/22,4, где V - объем газа в литрах n(CO2) = 16,8/22,4 = 0,75 моль

2. Рассчитаем количество молей воды: n(H2O) = m/M, где m - масса воды, M - молярная масса воды (18 г/моль) n(H2O) = 10,8/18 = 0,6 моль

3. Рассчитаем количество углерода в углекислом газе: n(C) = n(CO2) n(C) = 0,75 моль

4. Рассчитаем количество водорода в воде: n(H) = 2 n(H2O) n(H) = 2 0,6 = 1,2 моль

5. Рассчитаем количество кислорода в углекислом газе и воде: n(O) = 2 n(CO2) + n(H2O) n(O) = 2 0,75 + 0,6 = 2,1 моль

6. Рассчитаем отношение количества углерода к количеству кислорода в органическом веществе: n(C)/n(O) = 0,75/2,1 = 0,357

7. Рассчитаем отношение массы углерода к массе кислорода в молекуле органического вещества: m(C)/m(O) = 0,357/2,1 = 0,17

Таким образом, молекулярная формула органического вещества - C6H12O6, что соответствует глюкозе.

Для определения молекулярной формулы органического вещества, воспользуемся следующими данными:

1. Относительная плотность паров по кислороду: (D_{\text{O}_2} = 2.125).
2. Масса вещества, взятая для сжигания: (10.2 \, \text{г}).
3. Объем углекислого газа, образовавшегося при сжигании: (16.8 \, \text{л}).
4. Масса воды, образовавшейся при сжигании: (10.8 \, \text{г}).

Шаг 1: Найдем малярную массу органического вещества

Относительная плотность паров вещества по кислороду связана с малярной массой вещества следующей формулой:

[ D_{\text{O}2} = \frac{M{\text{вещ}}}{M_{\text{O}_2}} ]

где (M_{\text{O}_2} = 32 \, \text{г/моль}) — малярная масса кислорода.

Тогда малярная масса вещества:

[ M{\text{вещ}} = D{\text{O}2} \times M{\text{O}_2} = 2.125 \times 32 = 68 \, \text{г/моль} ]

Шаг 2: Определим количество вещества углекислого газа и воды

1. Объем углекислого газа (V_{\text{CO}_2} = 16.8 \, \text{л}). Используем уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях (22.4 л/моль):

[ n_{\text{CO}2} = \frac{V{\text{CO}_2}}{22.4} = \frac{16.8}{22.4} = 0.75 \, \text{моль} ]

1. Масса воды (m_{\text{H}2\text{O}} = 10.8 \, \text{г}). Малярная масса воды (M{\text{H}_2\text{O}} = 18 \, \text{г/моль}):

[ n_{\text{H}2\text{O}} = \frac{m{\text{H}2\text{O}}}{M{\text{H}_2\text{O}}} = \frac{10.8}{18} = 0.6 \, \text{моль} ]

Шаг 3: Найдем количество атомов углерода и водорода

Из количества веществ:

[ n{\text{C}} = n{\text{CO}_2} = 0.75 \, \text{моль} ]

[ n{\text{H}} = 2 \times n{\text{H}_2\text{O}} = 2 \times 0.6 = 1.2 \, \text{моль} ]

Шаг 4: Определим массу углерода и водорода

Масса углерода:

[ m{\text{C}} = n{\text{C}} \times M_{\text{C}} = 0.75 \times 12 = 9 \, \text{г} ]

Масса водорода:

[ m{\text{H}} = n{\text{H}} \times M_{\text{H}} = 1.2 \times 1 = 1.2 \, \text{г} ]

Шаг 5: Определим массу кислорода в веществе

Общая масса вещества (m_{\text{вещ}} = 10.2 \, \text{г}). Массы углерода и водорода составляют:

[ m{\text{O}} = m{\text{вещ}} - (m{\text{C}} + m{\text{H}}) = 10.2 - (9 + 1.2) = 0 \, \text{г} ]

Шаг 6: Найдем количество атомов кислорода

Поскольку массы кислорода нет, предполагаем, что в веществе кислорода нет.

Шаг 7: Определим эмпирическую формулу

Эмпирическая формула на основе соотношений атомов:

[ \text{Соотношение } \text{C:H} = \frac{0.75}{0.75} : \frac{1.2}{0.75} = 1:1.6 \approx 5:8 ]

Эмпирическая формула (C_5H_8).

Шаг 8: Определим молекулярную формулу

Эмпирическая формула (C_5H_8) имеет малярную массу:

[ M_{\text{эмп}} = 5 \times 12 + 8 \times 1 = 60 + 8 = 68 \, \text{г/моль} ]

Молекулярная масса совпадает с малярной массой вещества, значит, эмпирическая формула является молекулярной.

Ответ:

Молекулярная формула вещества: (C_5H_8).