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).