Решатор Сервисы

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`).

1
1