Question

При сжигании органического вещества массой 5,2 г (плотность паров этого вещества по кислороду равна 2,44) образовалось 17,6 г оксида углерода(IV) и 3,6 г воды. На основании данных условия задачи: 1) произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества, и запишите молекулярную формулу органического вещества; 2) составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение реакции данного вещества со смесью концентрированных азотной и серной кислот.

Answer 1

дано:
m(вещество) = 5.2 г ρ(вещество)/ρ(O2) = 2.44 m(CO2) = 17.6 г m(H2O) = 3.6 г

найти:
молекулярная формула органического вещества
структурная формула органического вещества
уравнение реакции нитрования

решение:

Определение молярной массы вещества:
M(вещество) = ρ(вещество)/ρ(O2) * M(O2) = 2.44 * 32 г/моль = 78 г/моль

Определение количества вещества CO2 и H2O:
n(CO2) = 17.6 г / 44 г/моль = 0.4 моль n(H2O) = 3.6 г / 18 г/моль = 0.2 моль

Определение количества атомов углерода и водорода в молекуле вещества:
n(C) = n(CO2) = 0.4 моль n(H) = 2 * n(H2O) = 2 * 0.2 моль = 0.4 моль
Это означает, что в молекуле вещества соотношение C:H равно 1:1.

Определение эмпирической формулы:
Формула вещества - CxHyOz.
n(C) = 0.4 моль n(H) = 0.4 моль

Количество вещества кислорода найдем, используя закон сохранения массы:
m(O) = m(вещество) - m(C) - m(H) = 5.2 г - (0.4 моль * 12 г/моль) - (0.4 моль * 1 г/моль) = 5.2 г - 4.8 г - 0.4 г = 0 г
Это означает, что в молекуле нет кислорода. Эмпирическая формула - CH.

Определение молекулярной формулы:
Молярная масса эмпирической формулы CH: 13 г/моль
n = M(вещество) / M(CH) = 78 г/моль / 13 г/моль = 6

Молекулярная формула вещества: (CH)6 = C6H6 (бензол)

Структурная формула:
C6H6 - это бензол. Его структурная формула представляет собой шестичленный цикл с чередующимися одинарными и двойными связями. Более точным представлением является изображение бензольного кольца.

Уравнение реакции нитрования:
C6H6 + HNO3 (конц.) –H2SO4 (конц.)–> C6H5NO2 + H2O

(нитробензол)

Ответ:
Молекулярная формула: C6H6
Структурная формула: (бензольное кольцо)
Уравнение реакции: C6H6 + HNO3 (конц.) –H2SO4 (конц.)–> C6H5NO2 + H2O