дано:
- Массовая доля кислорода (O) = 42,7 %
- Число атомов углерода (C) в 2 раза больше числа атомов азота (N).
- Число атомов водорода (H) в 2,5 раза больше числа атомов кислорода (O).
- Молярная масса вещества < 100 г/моль.
найти:
1. Молекулярную формулу органического вещества.
2. Возможную структурную формулу органического вещества.
решение:
1. Обозначим количество атомов углерода как x, количество атомов азота как y, количество атомов кислорода как z, а количество атомов водорода как w.
Дано:
- x = 2y (число атомов углерода в 2 раза больше числа атомов азота)
- w = 2,5z (число атомов водорода в 2,5 раза больше числа атомов кислорода)
С учетом массовой доли кислорода, можем записать уравнение для общей массы:
Масса кислорода:
(16z) / (12x + 1w + 16z + 14y) * 100% = 42,7%
После преобразования уравнения имеем:
16z = 0,427(12x + w + 16z + 14y)
Подставим значения x и w:
16z = 0,427(12(2y) + 2,5z + 16z + 14y)
16z = 0,427(24y + 2,5z + 16z + 14y)
16z = 0,427(38y + 18,5z)
16z - 0,427 * 18,5z = 0,427 * 38y
Теперь упростим:
(16 - 0,427 * 18,5)z = 0,427 * 38y
(16 - 7,8995)z = 16,226y
8,1005z = 16,226y
Теперь найдем соотношение между y и z:
y = (8,1005/16,226)z = 0,499z ≈ 0,5z (приблизительно)
Поскольку это приближение, подберем целые числа. Если z = 2, тогда y = 1, x = 2y = 2, w = 2,5z = 5.
У нас получается:
- x = 2 (углерод)
- y = 1 (азот)
- z = 2 (кислород)
- w = 5 (водород)
Таким образом, молекулярная формула соединения будет C2H5N2O.
2. Проверим молярную массу:
Молярная масса C2H5N2O = (2 * 12) + (5 * 1) + (2 * 14) + (16) = 24 + 5 + 28 + 16 = 73 г/моль.
Это значение меньше 100 г/моль.
Предложим возможную структурную формулу органического вещества. Одним из вариантов может быть диэтиловый амин:
H H
| |
H - C - N - C - H
| |
H H
|
O
H - O - H
ответ:
1. Молекулярная формула органического вещества: C2H5N2O.
2. Возможная структурная формула: диэтиловый амин.