Определение вещества по 46 г углекислого газа и 10,8 г воды
При сгорании 13,8 г органического вещества в избытке кислорода образовался углекислый газ массой 46 г и вода массой 10,8 г. Плотность паров этого вещества по метану составляет 5,75. На гидрирование 1 моль этого соединения расходуется 3 моль водорода. Установите, о каком веществе идёт речь.
Дано
`m(C_xH_y) = 13.8 text{ г}`
`m(CO_2) = 46 text{ г}`
`m(H_2O) = 10.8 text{ г}`
`D_(CH_4)(C_xH_y) = 5.75`
`n(H_2) = 3*n(C_xH_y)`
Найти
`C_xH_y = text{ ?}`
Решение
Найдём молярную массу углеводорода по относительной плотности по метану:
`M(C_xH_y) = D_(CH_4)(C_xH_y)*M(CH_4) = 5.75*16 = 92 text{ г/моль}`
Найдём количество вещества углекислого газа и массу углерода в нём:
`n(CO_2) = (m(CO_2))/(M(CO_2)) = 46/44 = 1.05 text{ моль}`
`n(C) = n(CO_2) = 1.05 text{ моль}`
`m(C) = n(C)*M(C) = 1.05*12 = 12.6 text{ г}`
Найдём количество вещества воды и массу водорода в ней:
`n(H_2O) = (m(H_2O))/(M(H_2O)) = 10.8/18 = 0.6 text{ моль}`
`n(H) = 2*n(H_2O) = 2*0.6 = 1.2 text{ моль}`
`m(H) = n(H)*M(H) = 1.2*1 = 1.2 text{ г}`
Проверим, есть ли в веществе кислород:
`m(O) = m(C_xH_y) - m(C) - m(H) = 13.8 - 12.6 - 1.2 = 0`
Кислорода нет. Соотношение атомов C и H:
`n(C) : n(H) = 1.05 : 1.2`
`n(C) : n(H) = 1 : 1.143`
`n(C) : n(H) = 7 : 8`
Простейшая формула:
`C_7H_8`
Проверим молярную массу простейшей формулы:
`M(C_7H_8) = 7*M(C) + 8*M(H) = 7*12 + 8*1 = 92 text{ г/моль}`
Молярная масса простейшей формулы совпадает с молярной массой вещества, следовательно, молекулярная формула:
`C_7H_8`
Так как на гидрирование 1 моль соединения расходуется 3 моль водорода, то в составе молекулы есть бензольное кольцо. Следовательно, вещество — толуол.
Ответ
Толуол (`C_7H_8`).