При полном сгорании 5,8 г органического вещества образуется 6,72 дм³ (н. у.) углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 2. Установите молекулярную формулу вещества и предложите его возможную структурную формулу.

Дано:

• Масса органического вещества: $m=5{,}8$ г.

• Объём углекислого газа: $V(CO_2)=6{,}72$ дм³.

• Масса воды: $m(H_2O)=5{,}4$ г.

• Относительная плотность паров вещества по воздуху: $D=2$.

• Нормальные условия.

Найти: молекулярную и возможную структурную формулы вещества.

1. Определим количество вещества углекислого газа

При нормальных условиях молярный объём газа равен 22,4 дм³/моль.

Так как в одной молекуле углекислого газа содержится один атом углерода, количество вещества атомов углерода также равно 0,3 моль.

Следовательно, масса углерода:

2. Определим количество и массу водорода

Найдём количество вещества воды:

В одной молекуле воды содержится два атома водорода, поэтому:

Масса водорода:

3. Определим массу и количество кислорода

В состав органического вещества входят углерод, водород и кислород.

Массу кислорода найдём по разности:

Количество вещества кислорода:

4. Установим простейшую формулу вещества

Найдём соотношение количеств атомов элементов:

Разделим все значения на наименьшее число (0,1):

Следовательно, простейшая формула вещества:

5. Определим молекулярную формулу вещества

Используем относительную плотность паров по воздуху:

Средняя молярная масса воздуха приблизительно равна 29 г/моль.

Тогда:

Найдём молярную массу простейшей формулы:

Молярные массы совпадают, значит, простейшая формула одновременно является молекулярной.

Молекулярная формула вещества: