Решение задачи: определение формулы органического вещества

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь: Решение задачи: 1. Определим массы углерода и водорода в продуктах сгорания. * Масса углерода (C) в углекислом газе (CO2): \[ m(C) = \frac{m(CO_2) \cdot M(C)}{M(CO_2)} \] \[ m(C) = \frac{5,5 \text{ г} \cdot 12 \text{ г/моль}}{44 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ г} \] * Масса водорода (H) в водяном паре (H2O): \[ m(H) = \frac{m(H_2O) \cdot 2 \cdot M(H)}{M(H_2O)} \] \[ m(H) = \frac{2,25 \text{ г} \cdot 2 \cdot 1 \text{ г/моль}}{18 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ г} \] 2. Определим, есть ли кислород в составе органического вещества. * Суммарная масса углерода и водорода: \[ m(C) + m(H) = 1,5 \text{ г} + 0,25 \text{ г} = 1,75 \text{ г} \] * Масса органического вещества по условию задачи: 3,75 г. Так как \( m(C) + m(H) < m(\text{вещества}) \), то в составе вещества есть кислород. * Масса кислорода (O) в органическом веществе: \[ m(O) = m(\text{вещества}) - (m(C) + m(H)) \] \[ m(O) = 3,75 \text{ г} - 1,75 \text{ г} = 2,0 \text{ г} \] 3. Найдем соотношение количеств атомов углерода, водорода и кислорода в веществе. * Количество молей углерода: \[ n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{1,5 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 0,125 \text{ моль} \] * Количество молей водорода: \[ n(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{0,25 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 0,25 \text{ моль} \] * Количество молей кислорода: \[ n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{2,0 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,125 \text{ моль} \] * Соотношение количеств молей: \( n(C) : n(H) : n(O) = 0,125 : 0,25 : 0,125 \) * Разделим все значения на наименьшее (0,125): \( n(C) : n(H) : n(O) = \frac{0,125}{0,125} : \frac{0,25}{0,125} : \frac{0,125}{0,125} = 1 : 2 : 1 \) * Простейшая формула вещества: \( CH_2O \). 4. Определим молярную массу вещества по плотности паров по водороду. * Плотность паров по водороду (H2) равна 15. \[ D_{H_2} = \frac{M(\text{вещества})}{M(H_2)} \] \[ M(\text{вещества}) = D_{H_2} \cdot M(H_2) \] \[ M(\text{вещества}) = 15 \cdot 2 \text{ г/моль} = 30 \text{ г/моль} \] 5. Найдем истинную формулу вещества. * Молярная масса простейшей формулы \( CH_2O \): \( M(CH_2O) = 12 + 2 \cdot 1 + 16 = 30 \text{ г/моль} \) * Сравним молярную массу простейшей формулы с молярной массой вещества: \( M(\text{вещества}) = M(CH_2O) = 30 \text{ г/моль} \) * Так как молярные массы совпадают, истинная формула вещества совпадает с простейшей. Ответ: Формула вещества \( CH_2O \).