Неизвестное вещество химическим количеством 4 моль сожгли и получили 4 моль CO2, 2 моль азота и 10 моль воды.установите его молекулярную формулу,если на сжигание затрачено 9 моль кислорода.

Для решения этой задачи будем использовать данные о продуктах сгорания и кислороде, чтобы установить молекулярную формулу неизвестного вещества.

1. Анализ продуктов сгорания:

• При сжигании вещества получилось 4 моль $CO_2$, что говорит о наличии 4 атомов углерода в исходной молекуле (каждая молекула $CO_2$ содержит один атом углерода).
• Также было получено 10 моль воды $H_2O$, что означает, что в исходной молекуле должно было быть 20 атомов водорода (каждая молекула воды содержит 2 атома водорода).
• В продуктах реакции также образовались 2 моль азота $N_2$. Так как азот в молекуле $N_2$ представлен в виде двух атомов, мы заключаем, что в исходном веществе было 4 атома азота.

2. Определение количества кислорода:

• Мы знаем, что на сжигание затрачено 9 моль кислорода.
• В продуктах сгорания 4 моль углекислого газа и 10 моль воды, что суммарно дает: $$4 + 10 = 14 \text{ атомов кислорода}$$ Поскольку всего участвовало 9 моль $O_2$ (что соответствует 18 атомам кислорода), из них 14 атомов ушли на образование продуктов, а остальные 4 атома должны быть в составе исходного вещества.

3. Определение молекулярной формулы:

• Теперь мы знаем, что в исходном веществе было:
  • 4 атома углерода (C),
  • 10 атомов водорода (H),
  • 4 атома азота (N),
  • 4 атома кислорода (O).
  Таким образом, предполагаемая формула вещества — $C_4H_{10}N_2O_4$.

Проверка: Для проверки посчитаем общее количество атомов, участвующих в реакции, и соответствие продуктов, которые образуются при сгорании этого вещества с формулой $C_4H_{10}N_2O_4$:

1. Углерод (C): 4 атома — при сгорании дает 4 моль $CO_2$.
2. Водород (H): 10 атомов — при сгорании дает 5 моль $H_2O$.
3. Азот (N): 2 атома — образуется 1 моль $N_2$.
4. Кислород (O): 4 атома кислорода, которых достаточно для поддержания реакции при наличии 9 моль $O_2$.

Все данные совпадают, поэтому молекулярная формула вещества — $C_4H_{10}N_2O_4$.