При сгорании 3,6 г органического вещества получили 11 г углекислого газа и 5,4 г воды. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 36. Выведите формулу вещества, назовите его. Составьте уравнение реакции первой стадии хлорирования этого вещества.
Для решения данной задачи нам необходимо следовать следующим шагам:
1. Вычислить количество вещества (в молях) углекислого газа и воды по их массам.
2. Посчитать количество вещества, оставшегося после сгорания, вычитая количество вещества, присутствующего в выделившихся продуктах.
3. Выразить количество вещества в молях через относительную плотность по водороду и молекулярные массы элементов.
4. Найти отношение между атомами каждого элемента в молекуле органического вещества (отношение количества каждого элемента в молекуле к его атомному числу).
5. Составить формулу вещества, зная отношение между атомами.
6. Назвать полученное вещество.
7. Составить уравнение реакции первой стадии хлорирования.
Давайте пойдем по этапам.
1. Вычислим количество вещества углекислого газа и воды по их массам.
Молярная масса углекислого газа (CO2) равна 12 г/моль (масса углерода) + 2 * 16 г/моль (масса кислорода) = 44 г/моль.
Количество вещества углекислого газа = масса / молярная масса = 11 г / 44 г/моль = 0,25 моль.
Молярная масса воды (H2O) равна 2 г/моль (масса водорода) + 16 г/моль (масса кислорода) = 18 г/моль.
Количество вещества воды = масса / молярная масса = 5,4 г / 18 г/моль = 0,3 моль.
2. Посчитаем количество вещества, оставшегося после сгорания.
Мы знаем, что при сгорании сформировался углекислый газ и вода. Так как углекислый газ получился из органического вещества, то его количество вещества будет равно количеству вещества органического вещества.
Количество вещества, оставшегося после сгорания = 0,25 моль.
3. Выразим количество вещества в молях через относительную плотность по водороду и молекулярные массы элементов.
Относительная плотность по водороду равна отношению массы органического вещества к массе водорода в этом веществе.
36 = масса органического вещества / масса водорода
Масса водорода в органическом веществе можно вычислить как количество воды, умноженное на молекулярную массу водорода:
Масса водорода = количество вещества воды * молярная масса водорода = 0,3 моль * 2 г/моль = 0,6 г
Теперь можем вычислить массу органического вещества:
36 = масса органического вещества / 0,6 г
Масса органического вещества = 36 * 0,6 г = 21,6 г
Количество вещества органического вещества = масса / молярная масса = 21,6 г / X г/моль
4. Найдем отношение между атомами каждого элемента в молекуле органического вещества.
Органическое вещество содержит углерод и водород. Выразим отношение количества каждого элемента в молекуле к его атомному числу.
Массовая доля углерода = 12 г/моль * X г/моль = 12X г/моль
Массовая доля водорода = 2 г/моль * X г/моль = 2X г/моль
5. Составим формулу вещества, зная отношение между атомами.
Поскольку отношение между углеродом и водородом равно 12X:2X, можно сократить оба члена на 2X, и получим отношение углерода к водороду равное 6:1.
Таким образом, формула вещества будет C6H.
6. Назовем полученное вещество.
Формула C6H соответствует бензолу, ароматическому соединению, часто используемому в органической химии и промышленности.
7. Составим уравнение реакции первой стадии хлорирования.
В первой стадии хлорирования, бензол обрабатывается хлором в присутствии катализатора, например, цепью железа:
C6H + Cl2 → C6H5Cl + HCl
Надеюсь, это решение было понятно и информативно! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я буду рад помочь вам дальше.