Какую молекулярную формулу имеет полученное органическое вещество, если при сгорании 2,7 г органического вещества

Для решения этой задачи можно использовать несколько шагов. Давайте начнем с расчета количества продуктов сгорания и их мольной массы.

1. Расчет количества полученного углекислого газа (CO2):

Дано: объем углекислого газа - 3,92 л (н. у.), молекулярный объем при нормальных условиях составляет 22,4 л истощенного газа;
Используя формулу, которая связывает объем, количество вещества и молекулярный объем газа:
\[V = n \times V_m\]
где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества, \(V_m\) - молекулярный объем газа.

Подставив известные значения, получим:
\[n_{CO2} = \frac{V}{V_m} = \frac{3,92}{22,4} = 0,175\, \text{моль}\]

2. Расчет массы полученного углекислого газа (CO2):

Дано: масса органического вещества - 2,7 г.
Зная массу органического вещества и количество молей углекислого газа, можно вычислить массу полученного углекислого газа, используя мольную массу углекислого газа \(M_{CO2}\). Данная мольная масса равна 44 г/моль.

Подставив известные значения, получим:
\[m_{CO2} = n_{CO2} \times M_{CO2} = 0,175 \times 44 = 7,7\, \text{г}\]

3. Расчет количества полученной воды (H2O):

Дано: масса воды - 1,8 г.
Аналогично предыдущему шагу, используем мольную массу воды \(M_{H2O}\), которая равна 18 г/моль.

Подставив известные значения, получим:
\[n_{H2O} = \frac{m_{H2O}}{M_{H2O}} = \frac{1,8}{18} = 0,1\, \text{моль}\]

Далее, сравниваем количество молей углекислого газа и воды с количеством молей углерода и водорода в исходном органическом веществе.

Молекулярная формула углеводорода может быть выражена как \(C_xH_y\), где \(x\) - количество атомов углерода, \(y\) - количество атомов водорода.

Из уравнения реакции сгорания органического вещества можно заметить, что каждый молекула углекислого газа образуется из одной молекулы углеводорода, и каждая молекула воды образуется из четырех атомов водорода, присутствующих в одной молекуле углеводорода.

Таким образом, соотношение между количеством молей углерода и водорода в органическом веществе будет следующим:
\(\frac{x}{y} = n_{CO2} = 0,175\),
\(\frac{x}{4y} = n_{H2O} = 0,1\).

Решая эту систему уравнений, найдем значения \(x\) и \(y\):
\(\frac{0,175}{0,1} = \frac{x}{4y}\),
\(1,75 = \frac{x}{4y}\),
\(x = 1,75 \times 4y\),
\(x = 7y\).

Таким образом, мы получаем, что в молекуле органического вещества содержится 7 атомов углерода и 1 атом водорода.

Структурная формула этого вещества будет выглядеть так:

\[H-H-H-H-H-H-C-C-C-C-C-C-C\]

Таким образом, структурная формула органического вещества, которая отражает порядок связи между атомами в его молекуле, будет \(C_7H_{14}\).

Наконец, уравнение реакции получения данного органического вещества может быть записано следующим образом:
\[C_7H_{14} + 11O_2 \rightarrow 7CO_{2(g)} + 7H_2O_{(г)}\]
где \(O_2\) - кислород, и \(CO_{2(g)}\) и \(H_2O_{(г)}\) - углекислый газ и вода, соответственно, в газообразной форме.