Химия

8 класс
Вопрос
При сжигании газообразного соединения $X$ объемом 2,24 л (н.у.) получили 4,48 л (н.у.) оксида углерода (IV) и воду массой 3,6 г. На горение было затрачено 6,72 л кислорода. Определите формулу вещества.
Ответ


Записываем схему реакции

$X + O_{2} \rightarrow CO_{2} + H_{2}O$.

Находим количество соединения $X$:

$\nu (X) = \frac{V(X)}{22,4 л/моль}$;
$\nu (X) = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 моль$.

Количества водорода и углерода в составе продуктов реакции равны количествам этих элементов в составе 0,1 моль соединения $X$. Далее определяем их количества.

Вычисляем количество воды:

$\nu (H_{2}O) = \frac{m(H_{2}O)}{M(H_{2}O)}$;
$\nu (H_{2}O) = \frac{3,6}{18} = 0,2 моль$.

Из формулы воды $H_{2}O$ следует, что

$\nu (H) = 2 \nu (H_{2}O); \nu (H) = 2 \cdot 0,2 = 0,4 моль$.

Следовательно, в составе 0,1 моль соединения $X$ содержится 0,4 моль водорода.
Рассчитываем количество оксида углерода:

$\nu (CO_{2}) = \frac{V(CO_{2})}{22,4 л/моль}$;
$\nu (CO_{2}) = \frac{4,48}{22,4} = 0,2 моль$.

Из формулы оксида углерода $CO_{2}$ следует, что

$\nu (C) = \nu (CO_{2}); \nu (C) = 0,2 моль$.

Таким образом, в состав 0,1 моль соединения $X$ входит 0,2 моль углерода.

Кроме водорода и углерода в состав соединения X может входить кислород, так как он обнаруживается в составе продуктов реакции. Определяем его наличие или отсутствие в соединении. Для этого рассчитываем суммарное количество атомарного кислорода в продуктах. Количество кислорода в составе воды равно количеству воды, а количество кислорода в составе оксида углерода в 2 раза больше количества $CO_{2}$:

$\nu_{1}(O) = \nu (H_{2}O) + 2 \nu (CO_{2})$;
$\nu_{1}(O) = 0,2 + 2 \cdot 0,2 = 0,6 моль$.

Затем рассчитываем количество атомарного кислорода, вступившего в реакцию, определив предварительно количество молекулярного кислорода:

$\nu (O_{2}) = \frac{V(O_{2})}{22,4 л/моль}$;
$\nu (O_{2}) = \frac{6,72}{22,4} = 0,3 моль$.

Количество атомарного кислорода в 2 раза больше количества молекулярного кислорода:

$\nu_{2}(O) = 2 \nu (O_{2}); \nu_{2}(O) = 2 \cdot 0,3 = 0,6 моль$.

Поскольку $\nu_{1}(O) = \nu_{2}(O)$, кислород в состав $X$ не входит.

Определяем формулу соединения $X$. Для этого сначала рассчитываем количество водорода в составе 1 моль $X$:

0,1 моль $X$ содержит 0,4 моль $H$,
1 моль $X$ содержит $n$ моль,
$n = 4 моль$.

Таким образом, 1 моль $X$ содержит 4 моль атомов водорода. Затем рассчитываем количество углерода в составе 1 моль $X$:

0,1 моль $X$ содержит 0,2 моль $X$,
1 моль $X$ содержит $m$ моль,
$m = 2 моль$.

Следовательно, 1 моль $X$ содержит 2 моль углерода.

Поскольку 1 моль соединения $X$ содержит 2 моль углерода и 4 моль водорода, его формула имеет вид $C_{2}H_{4}$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Соединение, образованное тремя элементами массой 10,8 г, осторожно обработали газообразным хлором. При этом получили смесь двух хлоридов и хлороводород, из которого можно получить 400 г соляной кислоты с массовой долей 7,3 %. Суммарная масса образовавшихся хлоридов - 38,4 г. Определить формулу исходного соединения, если об одном из элементов известно, что его массовая доля в исходном веществе 42,6 %, а в хлориде 39,3 %.
8 класс Химия Средняя
На нейтрализацию смеси массой 50 г, состоящей из бензола, фенола и анилина, потребовалось 49,7 мл 17%-ной соляной кислоты (плотность 1,08 г/мл). При взаимодействии такого же количества смеси с избытком бромной воды образовался осадок массой 99,1 г. Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.
8 класс Химия Средняя
Разбирая на полках обезболивающие препараты, фармацевт наткнулся на банку с белыми кристаллами. Фирменная этикетка почти стерлась, и можно было прочесть только часть названия вещества: «S-2-(пара-изо…)-про…овая.». На титрование водного раствора 1,0 грамма этих кристаллов было израсходовано 4,85 мл 1 М раствора $NaOH$. Элементный анализ показал, что помимо углерода и водорода, вещество содержит 15,5 % кислорода по массе. Попробуйте по имеющимся данным восстановить брутто-формулу, а затем и структуру этого соединения. Обоснуйте свой выбор.
8 класс Химия Средняя
Вычислите массу меди, железа и алюминия в смеси, если при действии на смесь массой 13 г раствором гидроксида натрия выделился газ объемом 6,72 л, а при действии соляной кислоты без доступа воздуха - газ объемом 8,96 л (н. у.).
8 класс Химия Средняя
Эквимолярная смесь ацетилена и формальдегида полностью прореагировала с 69,6 г оксида серебра (аммиачный раствор). Определите состав смеси (в % по массе).
8 класс Химия Средняя
1,76 г сульфида металла, имеющего формулу $MeS$ (металл проявляет в соединениях степени окисления +2 и +3), подвергли обжигу в избытке кислорода. Твердый остаток растворили в строго необходимом количестве 29,4%-ной серной кислоты. Массовая доля соли в полученном растворе составляет 34,5%. При охлаждении пого раствора выпало 2,9 г кристаллогидрата, а массовая доля соли снизилась до 23,0%. Установите формулу кристаллогидрата.
8 класс Химия Средняя
Докажите полный качественный состав соли с формулой $K_4[Fe(CN)_6]$, выделив каждый из составляющих ее элементов в виде простого вещества.
8 класс Химия Средняя
В замкнутый сосуд поместили 2 моль $I_{2}$ и 4 моль $H_{2}$. Смесь нагрели. Определите массовую долю (в процентах) иодоводорода в смеси к моменту, когда в реакцию вступило 25 % водорода.
8 класс Химия Средняя
В воде растворили 0,72 г белильной извести $CaOCl_2$ (хлорная известь). К полученному раствору добавили соляную кислоту и иодид калия и образовавшийся раствор оттитровали 0,1 н. раствором тиосульфата натрия. На титрование было израсходовано 36,8 мл указанного раствора. Какое количество хлора можно получить из 100 г проанализированной хлорной извести?
8 класс Химия Средняя
К 400 г 20 %-ного раствора $NaOH$ добавили 400 г 20 %-ного раствора $HCl$. Какой реакцией будет обладать полученный раствор - щелочной, нейтральной или кислой?
8 класс Химия Средняя