При сгорании бескислородного органического вещества образовалось 4,48 дм3 (н. у.) углекислого газа, 3,6 г воды и 3,65 г хлороводорода. Определите молекулярную формулу сгоревшего соединения и предложите его возможную структурную формулу.
от

1 Ответ

дано:  
- объем углекислого газа (V(CO2)) = 4,48 дм3 (н. у.)  
- масса воды (m(H2O)) = 3,6 г  
- масса хлороводорода (m(HCl)) = 3,65 г  

найти:  
молекулярную формулу сгоревшего органического вещества.  

решение:  

1. Найдем количество молей углекислого газа:

n(CO2) = V(CO2) / Vm, где Vm = 22,4 л/моль (при н. у.).  

Преобразуем объем в литры:

V(CO2) = 4,48 дм3 = 4,48 л.

Тогда:

n(CO2) = 4,48 л / 22,4 л/моль ≈ 0,2 моль.

2. Из уравнения реакции следует, что на 1 моль углекислого газа образуется 1 моль углерода:

n(C) = n(CO2) = 0,2 моль.

3. Найдем количество молей воды:

Молярная масса H2O = 18 г/моль.

n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 3,6 г / 18 г/моль = 0,2 моль.

4. Из уравнения реакции на 1 моль H2O образуется 2 моль водорода:

n(H) = 2 * n(H2O) = 2 * 0,2 моль = 0,4 моль.

5. Теперь найдем количество молей хлороводорода:

Молярная масса HCl = 36,5 г/моль.

n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 3,65 г / 36,5 г/моль = 0,1 моль.

6. Из уравнения реакции следовательно, что на 1 моль хлороводорода образуется 1 моль хлора:

n(Cl) = n(HCl) = 0,1 моль.

7. Суммируем найденные значения:

- Углерод (C): n(C) = 0,2 моль
- Водород (H): n(H) = 0,4 моль
- Хлор (Cl): n(Cl) = 0,1 моль

8. Определяем простое целое соотношение:

Для углерода: 0,2 моль,
Для водорода: 0,4 моль,
Для хлора: 0,1 моль.

9. Делим все значения на 0,1:

C(2)H(4)Cl(1).

10. Таким образом, эмпирическая формула соединения: C2H4Cl.

11. Поскольку молекулярная формула будет кратна эмпирической, проверим, возможна ли такая структура. Рассмотрим, что общее количество атомов углерода и хлора может быть больше. Так как хлорогенерация происходит при сгорании, это может означать, что основное соединение — алкен или алкан с одним атомом хлора.

12. Возможная молекулярная формула тогда может быть C2H5Cl (хлорэтан) или C2H4Cl2 (дихлорэтан), но так как мы имеем только один моль хлора от общей массы, предпочтительнее C2H4Cl.

ответ:  
Молекулярная формула сгоревшего органического вещества — C2H4Cl. Возможная структурная формула: CH2=CHCl (хлорэтилен).
от