Химия
8 класс
Вопрос
При сжигании газообразного соединения X объемом 2,24 л (н.у.) получили 2,24 л (н.у.) оксида углерода (IV) и воду массой 1,8 г. На горение X было затрачено 3,2 г кислорода. Определите молекулярную формулу вещества.
Ответ
Записываем схему реакции:
X+O2→CO2+H2O.
В состав соединения X входят углерод и водород.
Кислород также может входить в его состав, но его наличие требуется установить. Вначале определяем количества атомов водорода и углерода в составе продуктов реакции.
Рассчитываем количество воды:
ν(H2O)=m(H2O):M(H2O);
ν(H2O)=1,8:18=0,1моль.
Из формулы воды H2O следует, что
ν(H)=2ν(H2O);
ν(H)=2⋅0,1=0,2моль.
Вычисляем количество оксида углерода:
ν(CO2)=V(CO2):22,4л/моль;
ν(CO2)=2,24:22,4=0,1моль.
Согласно формуле оксида
ν(C)=ν(CO2);ν(C)=0,1моль.
Далее определяем наличие кислорода в соединении X. Для этого рассчитываем количество кислорода в составе продуктов реакции:
ν1(O)=ν(H2O)+2ν(CO2);
ν1(O)=0,1+2⋅0,1=0,3моль.
Вычисляем количество молекулярного кислорода, вступившего в реакцию:
ν(O2)=m(O2):M(O2)=3,2:32=0,1моль.
Определяем количество атомарного кислорода:
ν2(O)=2ν(O2)=2⋅0,1=0,2моль.
Поскольку количество кислорода в составе продуктов реакции больше количества кислорода, затраченного на горение, в состав X входит кислород. Рассчитываем количество кислорода в составе X:
ν(O)=ν1(O)−ν2(O);ν(O)=0,3−0,2=0,1моль.
И наконец, определяем молекулярную формулу соединения X. Для этого находим количество соединения X:
ν(X)=V(X):22,4л/моль;
ν(X)=2,24:22,4=0,1моль.
Далее составляем пропорцию:
0,1 моль соединения X содержит 0,1 моль атомов углерода,
1 моль соединения X содержит n моль атомов углерода,
n=1моль.
Таким образом, 1 моль X содержит 1 моль атомов углерода. Аналогично рассчитываем содержание водорода и кислорода. В состав 1 моль соединения X входит 2 моль атомов водорода и 1 моль атомов кислорода. Следовательно, формула соединения X - CH2O.