Какая молекулярная формула органического вещества, при сгорании 92,8 г которого образуется 143,36 л оксида углерода

Чтобы найти молекулярную формулу органического вещества, нам нужно решить следующие шаги:

1. Найдем количество вещества оксида углерода (IV), образованного при сгорании органического вещества. Для этого воспользуемся уравнением сгорания:

\[ \text{CH}_{\text{n}}\text{О}_{\text{m}} + \text{a}(\text{О}_{2} \rightarrow \text{b}(\text{СО}_{2}) + \text{c}(\text{H}_{2}\text{O}) \]

В данной задаче известны объем оксида углерода (IV) - 143,36 л и масса вещества, сгоревшего - 92,8 г.

Вспомним, что чтобы использовать уравнение сгорания, нам первоначально нужно найти количество вещества органического соединения (определяется его массой и молярной массой). В данном случае, мы знаем массу органического соединения (92,8 г) и относительную плотность углеводорода (~2). Пользуясь формулой относительной плотности

\[\text{Плотность} = \frac{ \text{Молярная масса вещества} }{ \text{Молярная масса водорода} }\]

мы можем выразить молярную массу вещества через относительную плотность:

\[\text{Молярная масса вещества} = \text{Молярная масса водорода} \times \text{Относительная плотность}\]

Из табличных данных, мы знаем, что молярная масса водорода (\(\text{H}\)) равна 1 г/моль. Таким образом:

\[\text{Молярная масса вещества} = 1 \, \text{г/моль} \times 2 = 2 \, \text{г/моль}\]

2. Теперь, когда у нас есть масса органического соединения (92,8 г) и молярная масса (2 г/моль), мы можем найти количество вещества органического соединения:

\[\text{Количество вещества} = \frac{ \text{Масса} }{ \text{Молярная масса} } = \frac{ 92,8 \, \text{г} }{ 2 \, \text{г/моль} } = 46,4 \, \text{моль}\]

3. Теперь мы можем использовать найденное количество вещества органического соединения, чтобы определить количество вещества оксида углерода (IV), образованного при сгорании. Из уравнения сгорания, мы видим, что каждый моль органического соединения превращается в \( b \) моль \( \text{СО}_{2} \).

Таким образом, количество молей \( \text{СО}_{2} \) равно количеству молей органического соединения:

\( b = 46,4 \, \text{моль} \)

4. Из условия задачи, мы знаем, что образуется 143,36 л оксида углерода (IV). Для газов, при нормальных условиях (0°C и 1 атм), 1 моль занимает 22,4 литра. Используем это соотношение, чтобы найти количество молей оксида углерода (IV):

\( b = 143,36 \, \text{л} / 22,4 \, \text{л/моль} \approx 6,4 \, \text{моль} \)

5. Мы знаем, что каждый моль органического соединения превращается в \( b \) моль \( \text{СО}_{2} \). Теперь мы можем записать уравнение:

\( \text{CH}_{\text{n}}\text{О}_{\text{m}} + \text{a}(\text{О}_{2} \rightarrow 6,4(\text{СО}_{2}) + \text{c}(\text{H}_{2}\text{O}) \)

6. Мы также знаем, что образуется 144 г воды. Заметим, что каждый моль органического соединения превращается в \( c \) моль \( \text{H}_{2}\text{O} \). Мы можем использовать это значение, чтобы найти количество молей воды:

\( c = 144 \, \text{г} / 18 \, \text{г/моль} = 8 \, \text{моль} \)

7. Теперь мы можем записать уравнение с учетом воды:

\( \text{CH}_{\text{n}}\text{О}_{\text{m}} + \text{a}(\text{О}_{2} \rightarrow 6,4(\text{СО}_{2}) + 8(\text{H}_{2}\text{O}) \)

8. Теперь у нас есть уравнение сгорания органического вещества. Мы можем проанализировать коэффициенты \( \text{a} \), \( b \) и \( c \) в этом уравнении, чтобы найти молекулярную формулу органического вещества и значения \( \text{n} \) и \( \text{m} \).

Сравнивая количество атомов углерода в органическом веществе и в \( \text{СО}_{2} \), мы видим, что:

\( n = 6,4 \times 1 \)

Сравнивая количество атомов водорода в органическом веществе и в \( \text{H}_{2}\text{O} \), мы видим, что:

\( m = 8 \times 2 \)

Таким образом, молекулярная формула органического вещества может быть записана как \( \text{C}_{6,4}\text{H}_{16} \).

Итак, молекулярная формула органического вещества, при сгорании 92,8 г которого образуется 143,36 л оксида углерода (IV) и 144 г воды, равна \( \text{C}_{6,4}\text{H}_{16} \).