Каково будет строение вещества I, если при его сгорании объем выделившегося углекислого газа равен сумме объемов

Для решения данной задачи, нам нужно сначала определить отношение объемов углекислого газа, образованного при сгорании веществ II и III, а также отношение количества образовавшейся воды при сгорании вещества III к количеству образовавшейся воды при сгорании вещества I.

Обозначим объем углекислого газа, выделившегося при сгорании вещества II, как \(V_{\text{II}}\), а объем углекислого газа, выделившегося при сгорании вещества III, как \(V_{\text{III}}\).

Также обозначим количество образовавшейся воды при сгорании вещества III как \(n_{\text{III}}\), а количество образовавшейся воды при сгорании вещества I как \(n_{\text{I}}\).

Из условия задачи, у нас есть два уравнения:

1) \(V_{\text{II}} + V_{\text{III}} = V_{\text{I}}\) (объемы углекислого газа)

2) \(n_{\text{III}} = 3 \times n_{\text{I}}\) (количество воды)

Также нам известно, что сгорание вещества I происходит таким образом, что углерод и водород находятся в отношении 1 к 2. То есть, вещество I имеет формулу \(C_xH_y\), где \(y = 2 \times x\).

Теперь, приступим к решению.

Исходя из отношения между объемами углекислого газа, получим:

\[V_{\text{II}} + V_{\text{III}} = V_{\text{I}}\]

Так как \(V_{\text{II}} + V_{\text{III}} = V_{\text{I}}\) и \(n_{\text{III}} = 3 \times n_{\text{I}}\), то

\[\frac{{V_{\text{II}}}}{{V_{\text{I}}}} = \frac{{V_{\text{III}}}}{{V_{\text{I}}}} = \frac{1}{4}\]

Это значит, что объем углекислого газа при сгорании вещества II составляет \(\frac{1}{4}\) от общего объема, а объем углекислого газа при сгорании вещества III также составляет \(\frac{1}{4}\) от общего объема.

Далее, исходя из отношения количества образовавшейся воды, получим:

\[n_{\text{III}} = 3 \times n_{\text{I}}\]

Зная, что вещество I имеет формулу \(C_xH_y\), где \(y = 2 \times x\), можем заметить, что количество атомов водорода в веществе III трижды превышает количество атомов водорода в веществе I.

Таким образом, можно сказать, что вещество III имеет формулу \(C_1H_2\), а вещество I будет иметь формулу \(C_1H_6\).

Давайте подтвердим это с помощью расчета объемов и количества воды.

Объемы углекислого газа будут иметь следующее отношение:

\[\frac{{V_{\text{II}}}}{{V_{\text{I}}}} = \frac{1}{4}\]

Теперь, если предположить, что массы всех трех веществ одинаковы, то отношение количества воды будет следующим:

\[\frac{{n_{\text{III}}}}{{n_{\text{I}}}} = \frac{3}{1}\]

Один моль вещества II образует один моль углекислого газа и два моля воды. Таким образом, отношение количества воды можно выразить как:

\[\frac{{2 \cdot n_{\text{II}}}}{{n_{\text{I}}}} = \frac{3}{1}\]

Отсюда, получаем:

\[\frac{{n_{\text{II}}}}{{n_{\text{I}}}} = \frac{3}{2}\]

Из условия задачи, \(n_{\text{III}} = 3 \times n_{\text{I}}\), можем найти следующее отношение:

\[\frac{{n_{\text{II}}}}{{n_{\text{I}}}} = \frac{3}{2}\]

Таким образом, отношения объемов и количества веществ II и III, а также количества воды, совпадают, что соответствует нашим предварительным предположениям о формуле вещества I (\(C_1H_6\)) и вещества III (\(C_1H_2\)).

Таким образом, строение вещества I будет иметь структурную формулу \(C_1H_6\).