Какова молекулярная формула вещества, если массовая доля углерода составляет 54.55%, кислорода - 36.36%, а остальное - водород? Плотность паров этого вещества при нормальных условиях равна 1.96 г/л. Как называется это соединение и может ли оно иметь изомеры?

Химия 11 класс Состав и структура органических соединений молекулярная формула массовая доля углерода плотность паров химическое соединение изомеры химия 11 класс состав вещества определение формулы Новый

Для нахождения молекулярной формулы вещества, начнем с определения его эмпирической формулы на основе массовых долей элементов.

1. Определение массовых долей элементов:
   • Углерод (C): 54.55%
   • Кислород (O): 36.36%
   • Водород (H): 100% - (54.55% + 36.36%) = 9.09%
2. Перевод массовых долей в моли:
   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
   • Молярная масса кислорода (O) = 16 г/моль
   • Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль
   • Количество моль углерода: 54.55 г / 12 г/моль ≈ 4.55 моль
   • Количество моль кислорода: 36.36 г / 16 г/моль ≈ 2.27 моль
   • Количество моль водорода: 9.09 г / 1 г/моль ≈ 9.09 моль
3. Нахождение соотношения моль:
   • Минимальное количество моль из всех элементов: 2.27 моль (кислород)
   • Делим все значения на 2.27:
   • Углерод: 4.55 / 2.27 ≈ 2
   • Кислород: 2.27 / 2.27 = 1
   • Водород: 9.09 / 2.27 ≈ 4
4. Эмпирическая формула: C2H4O (соотношение 2:4:1).
5. Определение молекулярной формулы:
   • Молярная масса эмпирической формулы C2H4O = (2*12) + (4*1) + (1*16) = 24 + 4 + 16 = 44 г/моль.
   • Плотность паров вещества = 1.96 г/л.
   • Используем формулу для плотности газов: P = m/V = (M/RT), где M - молярная масса, R - газовая постоянная, T - температура (при нормальных условиях T ≈ 273 K, R ≈ 0.0821 л*атм/(моль*K)).
   • Принимаем, что P = 1 атм, подставляем в формулу и решаем для M:
   • M = 1.96 г/л * 0.0821 л*атм/(моль*K) * 273 K ≈ 44 г/моль.
6. Сравнение молярной массы: Молярная масса эмпирической формулы (44 г/моль) совпадает с молярной массой найденной по плотности паров. Это означает, что молекулярная формула совпадает с эмпирической: C2H4O.

Название соединения: Это соединение называется этанол (или спирт).

Изомеры: Да, этанол может иметь изомеры. Например, у него есть структурные изомеры, такие как диэтиловый эфир (C2H5OC2H5) и другие. Кроме того, возможны геометрические изомеры, если в молекуле есть двойные связи, что в данном случае не актуально.