Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 4387
2025-11-18 
При сгорании 1,76 г органического вещества А образовалось 3,52 г оксида углерода (IV) и 1,44 мл воды. Плотность паров этого вещества по воздуху (в одинаковых условиях) равна 1,52. Приведите структурные формулы и названия веществ, удовлетворяющих условию задачи.
Решение.
Сначала находим простейшую формулу; логика та же, что и в предыдущей задаче. Однако в данном случае вещество А, кроме углерода и водорода, может содержать еще кислород. Введем обозначения:
$A - C_{x}H_{y}O_{z}$
$C_{x}H_{y}O_{z} \overset{O_{2}}{ \rightarrow} xCO_{2} + \frac{y}{2} H_{2}O$
$m_{A} = 1,76 \text{ г} \qquad m_{CO_{2}} = 3,52 \text{ г} \qquad V_{H_{2}O} = 1,44 \text{ мл}$
Определяем массу воды:
$m = V \cdot \rho$
$m_{H_{2}O} = 1,44 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г} \cdot \text{мл}^{-1} = 1,44 \text{ г}$
Выразим массу вещества А через массы входящих в его состав элементов:
$m_{A} = m_{C} + m_{H} + m_{O}$
Отсюда
$m_{O} \rightarrow m_{A} - (m_{C} + m_{H})$
Значит, чтобы решить вопрос о том, имеется ли в соединении А кислород, следует найти $m_{C}$ и $m_{H}$, для чего сначала определяем $n_{C}$ и $n_{H}$.
$n = \frac{m}{M}$
$n_{C} = n_{CO_{2}} = \frac{3,52 \text{ г}}{44 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,08 \text{ моль}$
$n_{H} = 2n_{H_{2}O} = \frac{2 \cdot 1,44 \text{ г}}{18 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,16 \text{ моль}$
$m = n \cdot M$
$m_{C} = 0,08 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 0,96 \text{ г}$
$m_{H} = 0,16 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 0,16 \text{ г}$
Из уравнения 3
$m_{O} = 1,76 \text{ г} - (0,96 \text{ г} + 0,16 \text{ г}) = 1,76 \text{ г} - 1,12 \text{ г} = 0,64 \text{ г}$
$\Rightarrow$ кислород в веществе А есть
В соответствии с уравнением 4
$n_{O} = \frac{0,64 \text{ г}}{16 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,04 \text{ моль}$
Находим простейшую формулу:
$x:y:z = n_{C}:n_{H}:n_{O} = 0,08:0,16:0,04 = 2:4:1$
$\Rightarrow A - (C_{2}H_{4}O)_{p}$
Чтобы определить p, требуется знать молярную массу А:
$p = \frac{M_{A}}{M_{C_{2}H_{4}O}}; M_{C_{2}H_{4}O} = (2 \cdot 12 + 4 + 16) \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$
Используем данные о плотности паров А по воздуху и следствие из закона Авогадро (при одинаковых условиях массы равных объемов разных газов относятся как их молярные массы):
$M_{A} = D_{возд}(A) \cdot \bar{M}_{возд}$
$M_{A} = 1,52 \cdot 29 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 44,1 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} \approx 44 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}$
Значит,
$p = \frac{44}{44} = 1$
Вывод: молекулярная формула вещества А - $C_{2}H_{4}O$.
Решение:
При сгорании 1,76 г органического вещества А образовалось 3,52 г оксида углерода (IV) и 1,44 мл воды. Плотность паров этого вещества по воздуху (в одинаковых условиях) равна 1,52. Приведите структурные формулы и названия веществ, удовлетворяющих условию задачи.
Решение.
Сначала находим простейшую формулу; логика та же, что и в предыдущей задаче. Однако в данном случае вещество А, кроме углерода и водорода, может содержать еще кислород. Введем обозначения:
$A - C_{x}H_{y}O_{z}$
$C_{x}H_{y}O_{z} \overset{O_{2}}{ \rightarrow} xCO_{2} + \frac{y}{2} H_{2}O$
$m_{A} = 1,76 \text{ г} \qquad m_{CO_{2}} = 3,52 \text{ г} \qquad V_{H_{2}O} = 1,44 \text{ мл}$
Определяем массу воды:
$m = V \cdot \rho$
$m_{H_{2}O} = 1,44 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г} \cdot \text{мл}^{-1} = 1,44 \text{ г}$
Выразим массу вещества А через массы входящих в его состав элементов:
$m_{A} = m_{C} + m_{H} + m_{O}$
Отсюда
$m_{O} \rightarrow m_{A} - (m_{C} + m_{H})$
Значит, чтобы решить вопрос о том, имеется ли в соединении А кислород, следует найти $m_{C}$ и $m_{H}$, для чего сначала определяем $n_{C}$ и $n_{H}$.
$n = \frac{m}{M}$
$n_{C} = n_{CO_{2}} = \frac{3,52 \text{ г}}{44 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,08 \text{ моль}$
$n_{H} = 2n_{H_{2}O} = \frac{2 \cdot 1,44 \text{ г}}{18 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,16 \text{ моль}$
$m = n \cdot M$
$m_{C} = 0,08 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 0,96 \text{ г}$
$m_{H} = 0,16 \text{ моль} \cdot 1 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 0,16 \text{ г}$
Из уравнения 3
$m_{O} = 1,76 \text{ г} - (0,96 \text{ г} + 0,16 \text{ г}) = 1,76 \text{ г} - 1,12 \text{ г} = 0,64 \text{ г}$
$\Rightarrow$ кислород в веществе А есть
В соответствии с уравнением 4
$n_{O} = \frac{0,64 \text{ г}}{16 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}} = 0,04 \text{ моль}$
Находим простейшую формулу:
$x:y:z = n_{C}:n_{H}:n_{O} = 0,08:0,16:0,04 = 2:4:1$
$\Rightarrow A - (C_{2}H_{4}O)_{p}$
Чтобы определить p, требуется знать молярную массу А:
$p = \frac{M_{A}}{M_{C_{2}H_{4}O}}; M_{C_{2}H_{4}O} = (2 \cdot 12 + 4 + 16) \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$
Используем данные о плотности паров А по воздуху и следствие из закона Авогадро (при одинаковых условиях массы равных объемов разных газов относятся как их молярные массы):
$M_{A} = D_{возд}(A) \cdot \bar{M}_{возд}$
$M_{A} = 1,52 \cdot 29 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} = 44,1 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1} \approx 44 \text{ г} \cdot \text{моль}^{-1}$
Значит,
$p = \frac{44}{44} = 1$
Вывод: молекулярная формула вещества А - $C_{2}H_{4}O$.
Решение:
