Какая молекулярная формула у вещества, если при сгорании 0,6 г образуется 448 мл диоксида углерода и 0,36 г воды? Какой

Дано:
Масса образовавшегося диоксида углерода: 0,6 г
Объем образовавшегося диоксида углерода: 448 мл
Масса образовавшейся воды: 0,36 г
Объем вещества: 5 л

Первым шагом рассчитаем количество вещества, которое сгорело.

Масса сгоревшего углерода можно найти, зная массу образовавшегося диоксида углерода. Поскольку молекула диоксида углерода содержит один атом углерода, атомарная масса углерода равна молекулярной массе диоксида углерода, то:

Масса углерода = масса диоксида углерода = 0,6 г

Далее, зная массу углерода, можно рассчитать количество вещества углерода. Атомарная масса углерода равна 12 г/моль, поэтому:

Количество вещества углерода = масса углерода / атомарная масса углерода = 0,6 г / 12 г/моль = 0,05 моль углерода

Так как у углерода в молекуле диоксида углерода 2 атома, то в молекуле диоксида углерода содержится также 0,05 моль углерода.

Следующим шагом рассчитаем количество вещества кислорода, используя коэффициенты реакции.

Уравнение реакции сгорания углерода:\[C + O_2 \rightarrow CO_2\]

Из уравнения видно, что одна молекула диоксида углерода содержит одну молекулу кислорода. Следовательно, количество вещества кислорода будет таким же, как и количество вещества углерода.

Таким образом, количество вещества кислорода также равно 0,05 моль.

Теперь мы знаем, что в сгоревшем веществе содержится 0,05 моль углерода и 0,05 моль кислорода.

Для определения молекулярной формулы нам понадобятся данные о соотношении атомов углерода и кислорода в молекуле вещества.

Массовая доля углерода в веществе можно рассчитать, зная массу углерода и общую массу вещества, используя следующую формулу:

Массовая доля углерода = (масса углерода / масса вещества) * 100%

Массовая доля углерода = (0,6 г / (0,6 г + 0,36 г)) * 100% = (0,6 г / 0,96 г) * 100% = 62,5%

Следовательно, вещество содержит 62,5% углерода.

Аналогичным образом рассчитываем массовую долю кислорода:

Массовая доля кислорода = (масса кислорода / масса вещества) * 100%

Массовая доля кислорода = (0,36 г / (0,6 г + 0,36 г)) * 100% = (0,36 г / 0,96 г) * 100% = 37,5%

Следовательно, вещество содержит 37,5% кислорода.

Теперь рассмотрим соотношение атомов углерода и кислорода в молекуле вещества.

Пусть x обозначает количество атомов углерода в молекуле, а y - количество атомов кислорода.

Тогда уравнение массовой доли углерода и кислорода записывается следующим образом:

62,5% = (масса углерода / молекулярная масса вещества) * 100%

37,5% = (масса кислорода / молекулярная масса вещества) * 100%

Выразим массу углерода и кислорода через количество атомов и атомные массы:

Масса углерода = (x * атомарная масса углерода)

Масса кислорода = (y * атомарная масса кислорода)

Подставим эти значения в уравнения и решим систему уравнений для x и y:

0,625 = (x * 12 г/моль) / (x * молярная масса вещества)

0,375 = (y * 16 г/моль) / (y * молярная масса вещества)

Как видно, в обоих уравнениях числитель и знаменатель содержат переменные x и y, которые сокращаются.

0,625 = 12 г/моль / молярная масса вещества

0,375 = 16 г/моль / молярная масса вещества

Разделив оба уравнения, получим:

0,625 / 0,375 = (12 г/моль / молярная масса вещества) / (16 г/моль / молярная масса вещества)

1,667 = (12 г/моль) / (16 г/моль)

Теперь найдем разницу в количестве атомов углерода и кислорода:

x - y = (массовая доля углерода / атомарная масса углерода) - (массовая доля кислорода / атомарная масса кислорода)

x - y = (0,625 / 12 г/моль) - (0,375 / 16 г/моль)

x - y = 0,0521 - 0,0234

x - y = 0,0287 моль

Итак, разность в количестве атомов углерода и кислорода равна 0,0287 моль.

Зная, что водород идет в воде, а вещество не содержит водород, можно сделать вывод, что вещество в данной задаче - это углерод окись (CO).

Теперь рассмотрим вторую часть задачи, где нужно определить объем воздуха, необходимый для полного сгорания 5 л этого вещества.

Рассмотрим уравнение реакции сгорания углерода:

C + O₂ → CO₂

Из уравнения видно, что на одну молекулу углерода требуется одна молекула кислорода.

Так как мы знаем, что вещество - это CO, в котором содержится 1 атом углерода, количество вещества углерода также равно 0,05 моль.

Таким образом, для полного сгорания 0,05 моль углерода потребуется 0,05 моль кислорода.

Так как воздух состоит примерно на 21% из кислорода, исходя из этого, рассчитаем объем воздуха, необходимый для полного сгорания указанного количества углерода.

Объем воздуха = (количество вещества кислорода / общее количество вещества воздуха) * объем воздуха

Объем воздуха = (0,05 моль / 0,21 моль) * 5 л = 1,19 л

Таким образом, для полного сгорания 5 л углерод оксида потребуется примерно 1,19 л воздуха.