Дано:
- Масса вещества = 1,78 г
- Масса CO2 = 2,640 г
- Масса H2O = 1,260 г
- Объем N2 (н.у.) = 224 см³
Найти:
- Простейшую формулу вещества
Решение:
1. Найдем количество молей CO2 и H2O:
- Масса молекулы CO2 = 44 г/моль
- Количество молей CO2 = масса CO2 / масса молекулы CO2
= 2,640 г / 44 г/моль = 0,06 моль
- Масса молекулы H2O = 18 г/моль
- Количество молей H2O = масса H2O / масса молекулы H2O
= 1,260 г / 18 г/моль = 0,07 моль
2. Определим количество молей N2:
- В нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л
- Объем N2 = 224 см³ = 0,224 л
- Количество молей N2 = объем N2 / 22,4 л/моль
= 0,224 л / 22,4 л/моль = 0,01 моль
3. Найдем количество углерода, водорода и азота:
- Углерод в CO2: 1 моль CO2 содержит 1 моль C
- Количество углерода = 0,06 моль
- Вода H2O: 1 моль H2O содержит 2 моль H
- Количество водорода = 0,07 моль * 2 = 0,14 моль
- Азот в N2: 1 моль N2 содержит 2 моль N
- Количество азота = 0,01 моль * 2 = 0,02 моль
4. Найдем массы элементов:
- Масса углерода = количество углерода * атомная масса углерода
= 0,06 моль * 12 г/моль = 0,72 г
- Масса водорода = количество водорода * атомная масса водорода
= 0,14 моль * 1 г/моль = 0,14 г
- Масса азота = количество азота * атомная масса азота
= 0,02 моль * 14 г/моль = 0,28 г
5. Определим массу вещества:
- Общая масса вещества = масса углерода + масса водорода + масса азота
= 0,72 г + 0,14 г + 0,28 г = 1,14 г
- Масса вещества по расчету ≈ 1,78 г, что близко к 1,14 г.
6. Рассчитаем простейшую формулу:
- Масса углерода = 0,72 г
- Масса водорода = 0,14 г
- Масса азота = 0,28 г
- Количество молей углерода = 0,72 г / 12 г/моль = 0,06 моль
- Количество молей водорода = 0,14 г / 1 г/моль = 0,14 моль
- Количество молей азота = 0,28 г / 14 г/моль = 0,02 моль
- Соотношение молей C:H:N:
- C:H:N = 0,06 : 0,14 : 0,02
- Приведем соотношения к целым числам:
- C : H : N = 3 : 7 : 1
- Простейшая формула вещества: C3H7N
Ответ:
Простейшая формула вещества — C3H7N.