Какова формула органического вещества, если при его сжигании образовалось 126 г воды, а также выделилась смесь азота

Суть вопроса: Определение формулы органического вещества

Пояснение: Для определения формулы органического вещества, используемого при сжигании, мы должны учитывать состав продуктов сгорания: вода (Н2О), азот (N2) и углекислый газ (CO2).

Сначала мы рассмотрим процесс образования воды при сжигании органического вещества. Водные пары образуются из атомов водорода, присутствующих в органическом веществе. Каждый моль водорода превращается в один моль воды. Вам дано, что образовалось 126 г воды. Чтобы определить количество моль воды, поделите массу на молярную массу:

моль воды = масса воды / молярная масса воды

Затем рассмотрим смесь азота и углекислого газа, образовавшуюся в результате сжигания органического вещества. Смесь имеет плотность 1,821 г/л. Плотность можно определить как отношение массы к объему:

плотность = масса / объем

Дано, что плотность равна 1,821 г/л, а объем смеси составляет 112 л (н.у.). Используя формулу для определения массы, вычислим массу этой смеси:

масса смеси = плотность * объем

Наконец, для определения формулы органического вещества, используемого для сгорания, необходимо рассмотреть использованный кислород. Вам дано, что использовалось 168 л (н.у.) кислорода.

Теперь сравните отношение количества моль воды, смеси азота и углекислого газа и использованного кислорода. Это отношение соответствует отношению атомных соотношений в органическом веществе.

Дополнительный материал: Определите формулу органического вещества, если при его сжигании образовалось 126 г воды, а также выделилась смесь азота и углекислого газа с плотностью 1,821 г/л, объемом 112 л (н.у.), и было использовано 168 л (н.у.) кислорода.

Совет: Помните, что для определения формулы органического вещества, используемого при сжигании, необходимо учесть состав продуктов сгорания.

Дополнительное задание: Определите формулу органического вещества, если при его сжигании образовалось 180 г воды, а также выделилась смесь азота и углекислого газа с плотностью 2,5 г/л, объемом 100 л (н.у.), и было использовано 150 л (н.у.) кислорода.

Пояснение: По задаче нам известно, что при сжигании органического вещества образовалось 126 г воды и выделилось 168 л (н.у.) кислорода. Также была образована смесь азота и углекислого газа объемом 112 л (н.у.) и плотностью 1,821 г/л. Нам необходимо найти формулу органического вещества.

Для решения этой задачи необходимо использовать химические уравнения сгорания. Предположим, что органическое вещество обозначено формулой CₙHₘOₚ.

1) Рассмотрим сжигание органического вещества:

CₙHₘOₚ + а(O₂) → b(H₂O) + c(CO₂) + d(N₂)

2) Известно, что образовалось 126 г воды и 168 л (н.у.) кислорода. Используем соотношения между объемом газов и количеством вещества:

1 моль газа при н.у. занимает 22,4 литра объема. Поэтому, объем 168 л (н.у.) кислорода равен количеству вещества кислорода, выраженному в молях.

3) По химическому уравнению сгорания, в одной молекуле органического вещества формируется по две молекулы воды. Следовательно, количество молекул органического вещества равняется половине количества молекул воды.

4) Плотность смеси азота и углекислого газа позволяет нам найти массу этой смеси. Масса смеси равна произведению плотности на объем.

5) Согласно закону сохранения массы: масса органического вещества должна быть равна сумме массы образовавшейся воды и массы образовавшейся смеси.

Решение:

1) Количество молекул воды: М(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O) = 126 г / 18 г/моль = 7 моль.

2) Количество молекул органического вещества: М(CₙHₘOₚ) = 1/2 * М(H₂O) = 1/2 * 7 моль = 3,5 моль.

3) Масса смеси азота и углекислого газа: m = ρ * V = 1,821 г/л * 112 л = 204,192 г.

4) Масса органического вещества: m(CₙHₘOₚ) = m(H₂O) + m = 126 г + 204,192 г = 330,192 г.

5) Молярная масса органического вещества: M(CₙHₘOₚ) = m(CₙHₘOₚ) / n(CₙHₘOₚ) = 330,192 г / 3,5 моль = 94,341 г/моль.

Таким образом, формула органического вещества CₙHₘOₚ имеет молярную массу 94,341 г/моль.

Совет: Для понимания и решения подобных задач важно хорошо знать химические уравнения сгорания, закон сохранения массы, методику использования плотности газов и умение применять соотношения между объемом газов и количеством вещества.

Дополнительное упражнение: Определите формулы органических веществ, если при их сжигании образовалось 180 г воды и выделилось смесь азота и углекислого газа объемом 84 л (н.у.), и было использовано 112 л (н.у.) кислорода.