При сгорании органического вещества массой 8,64 г выделилось 21,12 г CO2 и 8,64 мл H2O. Найти формулу...

1) Переведем массы CO2 и H2O в моль: m(CO2) = 21,12 г, M(CO2) = 44 г/моль n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 21,12 г / 44 г/моль = 0,48 моль

m(H2O) = 8,64 г, M(H2O) = 18 г/моль n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 8,64 г / 18 г/моль = 0,48 моль

Так как n(CO2) = n(H2O), то моль количества углерода в CO2 и водорода в H2O равны.

2) Масса углерода в CO2: m(C) = n(CO2) M(C) = 0,48 моль 12 г/моль = 5,76 г

3) Масса водорода в H2O: m(H) = n(H2O) M(H) = 0,48 моль 1 г/моль = 0,48 г

4) Определим массу кислорода в исходном органическом веществе: m(O) = m(вещества) - m(C) - m(H) = 8,64 г - 5,76 г - 0,48 г = 2,4 г

Теперь определим количество молекул каждого элемента: n(C) = m(C) / M(C) = 5,76 г / 12 г/моль = 0,48 моль n(H) = m(H) / M(H) = 0,48 г / 1 г/моль = 0,48 моль n(O) = m(O) / M(O) = 2,4 г / 16 г/моль = 0,15 моль

Следовательно, молекулярная формула органического вещества C0,48H0,48O0,15

2) Молекулярная формула исходного органического вещества: C0,48H0,48O0,15

3) Структурная формула: CH3CH(OH)CH2OH - это вещество - пропан-2-ол

4) Уравнение реакции получения: 3CH3CH(OH)CH2OH + 3CuO -> 3CH3COCH3 + 3Cu2O + 6H2O

Для решения задачи будем следовать шагам, которые вытекают из заданных условий.

Шаг 1: Определение количества атомов углерода и водорода в веществе

1. Определение количества углерода:

   • Масса ( \text{CO}_2 ) = 21,12 г.
   • Количество моль ( \text{CO}_2 ) = (\frac{21,12}{44} \approx 0,48) моль.
   • Каждый моль ( \text{CO}_2 ) содержит 1 моль углерода, следовательно, у нас 0,48 моль углерода.
   • Масса углерода: ( 0,48 \times 12 = 5,76 ) г.

2. Определение количества водорода:

   • Объем воды = 8,64 мл, что соответствует 8,64 г (так как плотность воды 1 г/мл).
   • Количество моль ( \text{H}_2\text{O} ) = (\frac{8,64}{18} \approx 0,48) моль.
   • Каждый моль воды содержит 2 моль водорода, следовательно, у нас 0,96 моль водорода.
   • Масса водорода: ( 0,96 \times 1 = 0,96 ) г.

3. Определение массы кислорода в веществе:

   • Общая масса органического вещества = 8,64 г.
   • Масса кислорода = ( 8,64 - (5,76 + 0,96) = 1,92 ) г.
   • Количество моль кислорода = (\frac{1,92}{16} = 0,12) моль.

Таким образом, в составе вещества присутствуют 0,48 моль углерода, 0,96 моль водорода и 0,12 моль кислорода.

Шаг 2: Определение эмпирической формулы

Отношение углерода, водорода и кислорода:

• C : H : O = 0,48 : 0,96 : 0,12

Делим каждое количество на наименьшее значение (0,12):

• C : H : O = 4 : 8 : 1

Следовательно, эмпирическая формула — ( \text{C}_4\text{H}_8\text{O} ).

Шаг 3: Определение молекулярной формулы

Относительная плотность паров вещества по кислороду составляет 2,25. Относительная молекулярная масса кислорода (O2) = 32.

• Молекулярная масса вещества = ( 2,25 \times 32 = 72 ).

Эмпирическая формула ( \text{C}_4\text{H}_8\text{O} ) имеет молекулярную массу:

• ( 4 \times 12 + 8 \times 1 + 16 = 72 ).

Молекулярная формула совпадает с эмпирической: ( \text{C}_4\text{H}_8\text{O} ).

Шаг 4: Структурная формула вещества

Так как вещество может быть получено при окислении вторичного спирта, это, вероятно, кетон. Следовательно, вещество — это бутанон (метилэтилкетон), структурная формула которого:

[ \text{CH}_3\text{COCH}_2\text{CH}_3 ]

Шаг 5: Уравнение реакции получения вещества

Реакция окисления 2-бутанола оксидом меди (II):

[ \text{CH}_3\text{CH(OH)CH}_2\text{CH}_3 + \text{CuO} \rightarrow \text{CH}_3\text{COCH}_2\text{CH}_3 + \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} ]

Таким образом, вещество, о котором идет речь, — это бутанон с формулой ( \text{C}_4\text{H}_8\text{O} ).

1) Начнем с расчета массы углерода и водорода в исходном веществе: Масса углерода в CO2 = 21,12 г (12 г/моль) / (44 г/моль) = 5,82 г Масса водорода в H2O = 8,64 г (2 г/моль) / (18 г/моль) = 0,96 г

2) Теперь найдем количество моль углерода и водорода: Моль углерода = 5,82 г / 12 г/моль = 0,485 моль Моль водорода = 0,96 г / 1 г/моль = 0,96 моль

3) После этого найдем отношение молей углерода и водорода: Отношение молей углерода к водороду = 0,485 моль / 0,96 моль = 0,505

4) С учетом отношения молей и относительной плотности паров, можем утверждать, что формула вещества C2H4.

5) Уравнение реакции получения этого вещества из спирта: C2H5OH + CuO -> C2H4 + Cu + H2O