Решите задачи на вывод химических формул:

1. При сгорании 2,06 г органического вещества получено 1,62 г воды, 0,224 л азота и 1,792 л углекислого газа. Определите его молекулярную формулу.

2. При сгорании 1,78 г органического вещества получено 0,224 л азота, 1,344 л углекислого газа и 1,26 г воды. Определите молекулярную формулу этого вещества, если его относительная плотность по воздуху равна 3,07.

3. Установите молекулярную формулу вещества, если массовые доли в нём углерода, водорода и кислорода равны соответственно: 57,83%; 3,61% и 38,55%. Молярная масса этого вещества в 2,862 раза больше молярной массы бутана. Предложите одну структурную формулу этого соединения.

1. Считаем количество веществ продуктов сгорания:

\( n(\mathrm{H_2O})=\frac{1{,}62}{18}=0{,}09 \) моль, значит \( n(\mathrm{H})=0{,}18 \) моль.

\( n(\mathrm{N_2})=\frac{0{,}224}{22{,}4}=0{,}01 \) моль, значит \( n(\mathrm{N})=0{,}02 \) моль.

\( n(\mathrm{CO_2})=\frac{1{,}792}{22{,}4}=0{,}08 \) моль, значит \( n(\mathrm{C})=0{,}08 \) моль.

Массы: \( m(\mathrm{C})=0{,}96 \) г, \( m(\mathrm{H})=0{,}18 \) г, \( m(\mathrm{N})=0{,}28 \) г. Тогда кислород:

\[ m(\mathrm{O})=2{,}06-0{,}96-0{,}18-0{,}28=0{,}64 \text{ г} \]

\( n(\mathrm{O})=\frac{0{,}64}{16}=0{,}04 \) моль.

Отношение атомов:

\[ \mathrm{C:H:N:O}=0{,}08:0{,}18:0{,}02:0{,}04=4:9:1:2 \]

Формула: \( \mathrm{C_4H_9NO_2} \).

2. Находим количества атомов:

\( n(\mathrm{N_2})=\frac{0{,}224}{22{,}4}=0{,}01 \) моль, значит \( n(\mathrm{N})=0{,}02 \) моль.

\( n(\mathrm{CO_2})=\frac{1{,}344}{22{,}4}=0{,}06 \) моль, значит \( n(\mathrm{C})=0{,}06 \) моль.

\( n(\mathrm{H_2O})=\frac{1{,}26}{18}=0{,}07 \) моль, значит \( n(\mathrm{H})=0{,}14 \) моль.

Массы: \( m(\mathrm{C})=0{,}72 \) г, \( m(\mathrm{H})=0{,}14 \) г, \( m(\mathrm{N})=0{,}28 \) г.

\[ m(\mathrm{O})=1{,}78-0{,}72-0{,}14-0{,}28=0{,}64 \text{ г} \]

\( n(\mathrm{O})=\frac{0{,}64}{16}=0{,}04 \) моль.

Отношение:

\[ \mathrm{C:H:N:O}=0{,}06:0{,}14:0{,}02:0{,}04=3:7:1:2 \]

Простейшая формула: \( \mathrm{C_3H_7NO_2} \).

По относительной плотности по воздуху:

\[ M=3{,}07\cdot 29\approx 89 \]

Молярная масса \( \mathrm{C_3H_7NO_2} \) тоже равна \( 89 \), значит молекулярная формула: \( \mathrm{C_3H_7NO_2} \).

3. Берём \(100\) г вещества:

\( n(\mathrm{C})=\frac{57{,}83}{12}\approx 4{,}82 \), \( n(\mathrm{H})=\frac{3{,}61}{1}=3{,}61 \), \( n(\mathrm{O})=\frac{38{,}55}{16}\approx 2{,}41 \).

Делим на наименьшее:

\[ \mathrm{C:H:O}=2:1{,}5:1 \]

Умножаем на \(2\):

\[ \mathrm{C:H:O}=4:3:2 \]

Простейшая формула: \( \mathrm{C_4H_3O_2} \), её молярная масса \(83\).

Молярная масса вещества:

\[ M=2{,}862\cdot 58\approx 166 \]

\(166:83=2\), значит молекулярная формула:

\( \mathrm{C_8H_6O_4} \).

Одна возможная структурная формула: \( \mathrm{HOOC-C_6H_4-COOH} \), например бензолдикарбоновая кислота.

0 0 Пожаловаться