Вопрос школьника
Установите молекулярную формулу вещества, если массовые доли в нем углерода, водорода и кислорода равны соответственно: 57,83%; 3,61% и 38,55%. Молярная масса этого вещества в 2,862 раза больше, чем молярной массы бутана. Предложите одну структурную формулу этого соединения
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо определить количество атомов каждого элемента в молекуле вещества. Для этого можно использовать следующие шаги:
1. Предположим, что вещество содержит 100 граммов. Тогда массы элементов в нем будут следующими:
— Углерод: 57,83 г
— Водород: 3,61 г
— Кислород: 38,55 г
2. Рассчитаем количество молей каждого элемента, используя их молярные массы:
— Углерод: 57,83 г / 12 г/моль = 4,819 моль
— Водород: 3,61 г / 1 г/моль = 3,61 моль
— Кислород: 38,55 г / 16 г/моль = 2,41 моль
3. Найдем наименьшее целое число, на которое можно поделить количество молей каждого элемента, чтобы получить целые числа. В данном случае это число 2:
— Углерод: 4,819 моль / 2 = 2,409 моль
— Водород: 3,61 моль / 2 = 1,805 моль
— Кислород: 2,41 моль / 2 = 1,205 моль
4. Рассчитаем отношение количества атомов каждого элемента в молекуле, используя полученные целые числа:
— Углерод: 2
— Водород: 3
— Кислород: 2
5. Составим молекулярную формулу, используя полученные отношения:
C2H3O2
6. Рассчитаем молярную массу этого вещества:
2*12 + 3*1 + 2*16 = 60 г/моль
7. Рассчитаем молярную массу бутана:
4*12 + 10*1 = 58 г/моль
8. Рассчитаем отношение молярных масс:
60 г/моль / 58 г/моль = 1,034
9. Поскольку молярная масса искомого вещества больше, чем молярная масса бутана в 2,862 раза, то коэффициент пропорциональности между ними равен:
1,034 / 2,862 = 0,361
10. Составим структурную формулу, учитывая, что молекулярная масса искомого вещества больше, чем молярная масса бутана в 2,862 раза:
C2H3O2 * 0,361 = C0,722H1,083O0,722
Таким образом, молекулярная формула вещества — C2H3O2, а структурная формула — C0,722H1,083O0,722.
