При сжигании вещества массой 10,7 г получили 30,8 г углекислого газа, 8,1 г воды и 1,4 г азота. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,69. Определите : молекулярную формулу вещества. Составить уравнение реакции данного вещества с хлороводородом, дать название образующемуся продукту.

Для решения задачи нужно шаг за шагом рассчитать молекулярную формулу вещества, исходя из данных о продукте сгорания, и затем составить уравнение реакции с хлороводородом.

Шаг 1: Определение массы элементов в веществе

При сжигании 10,7 г вещества получается 30,8 г углекислого газа (CO₂), 8,1 г воды (H₂O) и 1,4 г азота (N₂). Из этих данных можно определить состав вещества по элементам.

1. Масса углерода (C):
   В углекислом газе CO₂ углерод находится в соотношении 12 г на 44 г (молекулярная масса CO₂).
   Масса углерода:

   $$m_C = \frac{12}{44} \times 30,8 = 8,4 \, \text{г}$$

2. Масса водорода (H):
   В воде H₂O водород находится в соотношении 2 г на 18 г (молекулярная масса H₂O).
   Масса водорода:

   $$m_H = \frac{2}{18} \times 8,1 = 0,9 \, \text{г}$$

3. Масса азота (N):
   Азот в смеси имеет массу 1,4 г. Это уже дано, и его нужно учесть.

Теперь вычислим массу вещества, которое состоит из углерода, водорода и азота:

Это совпадает с массой исходного вещества, что подтверждает правильность расчётов.

Шаг 2: Рассчитываем количество моль каждого элемента

Теперь вычислим количество вещества каждого элемента в моль:

1. Моль углерода (C):
   Молекулярная масса углерода 12 г/моль.

   $$n_C = \frac{8,4}{12} = 0,7 \, \text{моль}$$

2. Моль водорода (H):
   Молекулярная масса водорода 1 г/моль.

   $$n_H = \frac{0,9}{1} = 0,9 \, \text{моль}$$

3. Моль азота (N):
   Молекулярная масса азота 14 г/моль.

   $$n_N = \frac{1,4}{14} = 0,1 \, \text{моль}$$

Шаг 3: Определяем эмпирическую формулу

Теперь определим эмпирическую формулу вещества, сравнив количество моль элементов. Для этого нужно найти наименьшее отношение моль каждого элемента:

1. Соотношение углерода (C):

   $$\frac{0,7}{0,1} = 7$$

2. Соотношение водорода (H):

   $$\frac{0,9}{0,1} = 9$$

3. Соотношение азота (N):

   $$\frac{0,1}{0,1} = 1$$

Таким образом, эмпирическая формула вещества — C₇H₉N.

Шаг 4: Определение молекулярной формулы вещества

Используя данные о плотности паров вещества, можно найти молекулярную формулу.

Плотность паров вещества по воздуху равна 3,69. Это означает, что молекулярная масса вещества в 3,69 раза больше молекулярной массы воздуха. Молекулярная масса воздуха примерно 29 г/моль, следовательно, молекулярная масса вещества:

Эмпирическая масса молекулы C₇H₉N (углерод — 12, водород — 1, азот — 14):

Так как молекулярная масса вещества совпадает с эмпирической, молекулярная формула вещества тоже будет C₇H₉N.

Шаг 5: Составление уравнения реакции с хлороводородом

Когда данное вещество реагирует с хлороводородом (HCl), вероятно, происходит образование аммонийной соли, так как в веществе присутствует азот, который может образовывать соли с кислотами.

Уравнение реакции с хлороводородом будет таким:

Продукт реакции — это хлористый аммоний (C₇H₉NHCl), который представляет собой соль.

Ответ:

• Молекулярная формула вещества: C₇H₉N
• Уравнение реакции с хлороводородом: $$C_7H_9N + HCl \rightarrow C_7H_9NHCl$$
• Продукт реакции — хлористый аммоний (C₇H₉NHCl).