Какова молекулярная формула данного органического соединения, если при полном сгорании 5,4 грамма этого соединения

Чтобы найти молекулярную формулу данного органического соединения, мы должны анализировать информацию, представленную в задаче и использовать несколько связанных с ней концепций.

Во-первых, нам дано, что при сжигании 5,4 грамма соединения образуется 4,032 литра углекислого газа и 3,24 грамма воды. Поскольку углекислый газ (CO2) и вода (H2O) являются продуктами полного сгорания органического соединения, мы можем использовать эти данные для расчета количества углерода и водорода в исходной молекуле.

1. Расчет количества углерода:
Молекула углекислого газа (CO2) содержит 1 атом углерода. Таким образом, 4,032 литра CO2 (по умолчанию при стандартных условиях) содержат 5,4 г/моль X (1 моль CO2/44 г) X 1 атом C/1 моль CO2 = 0,123 атома C.

2. Расчет количества водорода:
Молекула воды (H2O) содержит 2 атома водорода. Таким образом, 3,24 г H2O содержат 3,24 г/моль X (1 моль H2O/18 г) X 2 атома H/1 моль H2O = 0,36 атома H.

Теперь, когда мы знаем количество атомов углерода (0,123) и водорода (0,36), содержащихся в исходной молекуле, мы можем использовать их для определения молекулярной формулы.

3. Вычисление отношения между атомами C и H:
Отношение между количеством атомов C и H в молекуле можно выразить с помощью простой формулы. В данном случае, учитывая, что количество атомов C равно 0,123 и количество атомов H равно 0,36, получим следующее отношение:

(количество атомов C) / (количество атомов H) = 0,123 / 0,36

Путем упрощения этого отношения получим:

(количество атомов C) / (количество атомов H) ≈ 0,342

4. Поиск эмпирической формулы:
Чтобы найти эмпирическую формулу, мы должны привести отношение атомов C и H к наименьшему целому числу. В данном случае, умножим оба значения на 3, чтобы получить:

(количество атомов C) / (количество атомов H) ≈ 1 / 3

Теперь мы получили эмпирическую формулу CH3.

5. Вычисление отношения между молекулярной массой и эмпирической массой:
Чтобы определить молекулярную формулу, мы должны сравнить молекулярную массу соединения (180 г/моль) с эмпирической массой, полученной в предыдущем шаге.

Молекулярная формула органического соединения может быть записана как кратное целое от эмпирической формулы, умноженное на указанное число. Так что это выглядит как:

Молекулярная формула = (эмпирическая формула) * n

Так как масса молекулы в 3 раза больше эмпирической массы, мы можем сделать вывод, что n = 3.

Таким образом, молекулярная формула данного органического соединения будет C3H9.