дано:
- Химическое количество оксида меди(II) (CuO) = 0,015 моль
- Объем газа X при нормальных условиях = 224 см³ = 0,224 л
- Масса меди (Cu) = 0,96 г
- Масса воды (H2O) = 0,27 г
- Объем азота (N2) при нормальных условиях = 112 см³ = 0,112 л
найти:
- Химическую формулу газа X.
решение:
1. Рассчитаем моль меди, образующейся в реакции:
Молярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль
Количество моль Cu = масса / молярная масса
Количество моль Cu = 0,96 г / 63,5 г/моль ≈ 0,0151 моль
2. Рассчитаем моль воды, образующейся в реакции:
Молярная масса воды (H2O) = 18 г/моль
Количество моль H2O = масса / молярная масса
Количество моль H2O = 0,27 г / 18 г/моль ≈ 0,015 моль
3. Теперь запишем уравнение реакции между оксидом меди(II) и газом X. Реакция может быть такой:
2CuO + CxHy → 2Cu + yH2O + x/2N2
4. Из уравнения видно, что на 2 моль CuO требуется 1 моль газа X, который будет реагировать с оксидом меди, образуя медь и воду. В данном случае нам нужно найти соотношение по количеству моль.
5. Мы можем получить количество моль газа X из объема при н.у.:
Объем газа X = 0,224 л
Количество моль газа X = объем / 22,4 л/моль
Количество моль газа X = 0,224 л / 22,4 л/моль = 0,01 моль
6. Теперь мы знаем, что для полной реакции 0,015 моль CuO потребовалось 0,01 моль газа X. Составим уравнение:
Для полного восстановления 0,015 моль CuO потребуется 0,005 моль газа X.
7. Соотношение между углеродом и водородом в формуле газа X определяется количеством водорода, необходимого для образования 0,015 моль H2O. Поскольку 1 моль H2O требует 1 моль H2, то необходимо 0,015 моль H2.
8. Таким образом, мы можем предположить, что газ X является углеводородом. Если это алкан (CxHy), то мы можем выразить соотношение х и у. Для этого используем уравнение:
количество водорода (H) = 2 * количество углерода (C) + 2 (для насыщенного углеводорода).
Поскольку у нас 0,015 моль воды, то у нас есть 0,030 моль водорода.
9. Итак, получаем:
y = 2x + 2, откуда можно решить уравнение.
10. Подсчитаем, чтобы определить возможную формулу:
- Если x = 1, тогда 2*1+2=4. Формула CH4 (метан).
- Проверяем: Нужно 0,015 моль CuO и 0,015 моль H2O и 0,01 моль газа X, что соответствует уравнению.
ответ:
Газ X имеет химическую формулу CH4 (метан).