При сжигании УВ массой 29 г образовалось 88 г CO2 и 45 г H2O. Oтносительная плотность его по H2 равна 2. Найдите формулу этого УВ

Дано:

m (УВ) = 29 г

m (CO2) = 88 г

m (H2O) = 45 г

D H2 (УВ) = 2

Найти:

формула в-ва - ?

При решении данной задачи необходимо знать и уметь применить:

методику работы с периодической системой Д. И. Менделеева; понятия "количество вещества", "закон сохранения масс", "плотность по водороду"; провести расчеты, используя необходимые формулы.

Решение:

Количественное определение элементов в веществе

1) По условию задачи дан или углеводород, или углевод, значит вещество состоит либо из C и H, либо C, H и O;

2) В задаче нам потребуются молярные массы CO2 и H2O. С помощью периодической системы Д. И. Менделеева произвести расчет, что численно будет равно молекулярным массам:

Mr (CO2) = Ar (C) + Ar (O) * 2 = 12 + 16 * 2 = 44 г/моль;

Mr (H2O) = Ar (H) * 2 + Ar (O) * 3 = 1 * 2 + 16 = 18 г/моль;

3) Найти количество вещества CO2 и H2O:

n (CO2) = m (CO2) / Mr (CO2) = 88 / 44 = 2 моль;

n (H2O) = m (H2O) / Mr (H2O) = 45 / 18 = 2,5 моль;

4) Рассчитать количество вещества C и H в CO2 и H2O (по определению):

n (C в CO2) = n (CO2) = 2 моль;

n (H в H2O) = n (H2O) * 2 = 2,5 * 2 = 5 моль;

5) Найти количество вещества C и H в УВ (по закону сохранения масс):

n (C в ув) = n (C в CO2) = 2 моль;

n (H в ув) = n (H в H2O) = 5 моль;

5) Определить массы C и H в УВ:

m (C в УВ) = n (C в CO2) * Mr (C) = 2 * 12 = 24 г;

m (H в УВ) = n (H в H2O) * Mr (H) = 5 * 1 = 5 г;

6) Выяснить, содержится ли O в неизвестном УВ:

m (O в УВ) = m (УВ) - m (C в УВ) - m (H в УВ) = 29 - 24 - 5 = 0 г;

В неизвестном веществе O не содержится, значит это углеводород, состоящий только из C и H;

Выведение формулы неизвестного вещества

7) Исходя из определения "количество вещества", можно вывести формулу неизвестного вещества C (х) H (у). То есть соотношение стехиометрических коэффициентов элементов (х, у) прямо пропорционально соотношению найденному их значению количество вещества:

х: у = n (C) : n (H) = 2 : 5;

8) Таким образом, получена простейшая формула неизвестного вещества - C2H5. Такое вещество не существует. По условию нам дана плотность неизвестного вещества по водороду. Вычислить молярную массу неизвестного вещества:

Mr (в-ва) = D H2 (C (х) H (у)) * Mr (H2) = 2 * 2 = 4 г/моль;

В условии задачи допущена ошибка, так как даже Mr (C2H5) = 29 г/моль;

9) Если увеличить количество атомов простейшей формулы в 2 раза, то получим C4H10. Такое вещество существует - бутан. Его молярная масса равна 58 г/моль.

Вероятно, в условии относительная плотность должна была быть не по водороду, а по воздуху.

Ответ: Формула неизвестного вещества - C4H10 - бутан.

Запишем уравнение реакции горения УВ:

CxHy + O2 → CO2 + H2O;

Mr (C) = 12; Mr (CO2) = 12 + 16 * 2 = 44;

m (C) = 12 / 44 * 88 = 24 г;

Mr (H2) = 1 * 2 = 2; Mr (H20) = 1 * 2 + 16 = 18;

m (H) = 2 / 18 * 45 = 5 г;

x / y = 24 / 12 : 5 / 1 = 2 : 5;

C2H5 - простейшая формула;

Mr (C2H5) = 24 + 5 = 29;

Mr ист. = 29 * 2 = 58;

Mr ист / Mr (C2H5) = 58 / 29 = 2;

C4H10 - формула УВ.