Вывод формул соединений. Задача 13

1 способ.

1. фосфорный ангидрид поглощает воду, ее масса 4,5 г;

Найдем количество вещества водорода n(Н₂) = 2n(Н₂О) = 2∙4,5/18 = 0,5 моль

Найдем массу водорода m(Н) = n(Н) ∙ М(Н) =  0,5 ∙ 1 = 0,5 г

2. Углекислый газ поглощается известковой водой с образованием карбоната кальция.

Найдем количество вещества углерода: n(С) = n(СаСО₃) = 15/100 = 0,15 моль

Найдем массу углерода m(C) = n(С) ∙ М(С) =  0,15 ∙ 12 = 1,8 г

3. Масса раскаленной медной трубки увеличилась за счет окисления свободным кислородом, не вступившим в реакцию, Найдем n(О) = 2n(О₂) = 3,2/16  = 0,2 моль

4. Остался азот, что определяется по плотности по водороду

5. По закону сохранения, количество атомов кислорода до и после реакции равны

Вступило в реакцию n(О) = 2n(О₂) = 2∙7,28/22,4  = 0,65 моль

До реакции было (0,65 + z) моль (О)

После реакции стало 0,25 + 0,3 + 0,2 = 0,75 моль (О)

(0,65 + z) = 0,75

z = 0,1 моль было кислорода в исходном веществе

m = 0,1 ∙ 16 = 1,6 г (О)

6. Найдем массу азота 5,3 – 0,5 – 1,8 – 1,6 = 1,4; n(N) = 1,4 : 14 = 0,1 моль

7. х : y : z : q = n(C) : n(H) : n(O) : n(N) = 0,15 : 0,5 : 0,1 : 0,1 = 3 : 10 : 2 : 2 С₃Н₁₀О₂N₂

2 способ.

1. Найдем количества всех веществ:

n(О₂) = 7,28/22,4  = 0,325 моль

n(СО₂) = υ(СаСО₃) = 15/100 = 0,15 моль

n(Н₂О) = 4,5/18 = 0,25 моль

n(О₂) = 3,2/32  = 0,1 моль – не прореагировало, следовательно, вступило в реакцию 0,325 – 0,1 = 0,225 моль О₂

2. Составим уравнение реакции в общем виде, расставим коэффициенты перед исходным веществом и продуктами реакции:

С_xН_yО_zN_q + ((2x+0,5y-z)/2) О₂ = хСО₂ + 0,5у Н₂О + 0,5qN₂

3. Подпишем количества веществ по условию задачи над формулами, количества по уравнению —  под формулами:

0,225                  0,15         0,25

С_xН_yО_zN_q + ((2x+0,5y-z)/2) О₂ = хСО₂ + 0,5у Н₂О + 0,5qN₂

4. составим пропорцию: 0,15/х =  0,25/0,5у; 3,333х = у, х =3, у = 10.

5. подставим значения х  и у в следующую пропорцию:

0,225/((2x+0,5y-z)/2) = 0,15/х

0,225/((2∙3+0,5∙10-z)/2) = 0,15/3; z = 2 С₃Н₁₀О₂N_q

6. Количество соли в 3 раза меньше количества СО₂, равно 0,15:3 = 0,05 моль

Тогда молярная масса искомого вещества 5,3/0,05 = 106 г/моль

7. Определим число атомов азота в искомом веществе:

M(N_q) = 106 – 12∙ 3 – 10 – 2 ∙ 16 =  28 г/моль; q = 28:14 = 2