Некоторое органическое вещество имеет относительную плотность по азоту 1, а массовые доли углерода и водорода в нем соответственно равны 85,7% и 14,3%. Установите молекулярную формулу данного вещества, запишите его структурную формулу, укажите гомологический ряд, к которому оно принадлежит, и вычислите объем водорода, необходимого для превращения данного вещества массой 98 г в этан в присутствии никелевого катализатора при нагревании.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано: относительная плотность по азоту = 1, массовая доля углерода = 85.7%, массовая доля водорода = 14.3%, масса вещества = 98 г.

Масса углерода в молекуле = 0.857 98 г = 84.086 г.
Масса водорода в молекуле = 0.143 98 г = 13.914 г.

Количество моль углерода в молекуле: n(C) = 84.086 г / 12 г/моль = 7.007 моль.
Количество моль водорода в молекуле: n(H) = 13.914 г / 1 г/моль = 13.914 моль.

Определяем формулу вещества.
Так как отношение количества углерода к количеству водорода должно быть целым числом, то у нас будут n(C) = 7, n(H) = 14.
Таким образом, формула вещества будет C7H14.

Структурная формула: н-гептан.

Гомологический ряд: алканы.

Вычисление объема водорода, необходимого для превращения данного вещества массой 98 г в этан.
Масса этана = масса углерода + масса водорода = 12 г/моль 7 моль + 1 г/моль 2 моль = 86 г.

Масса водорода, необходимая для получения этана: 98 г - 86 г = 12 г.
Объем водорода при стандартных условиях (0°C и 1 атм) можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
PV = nRT, где P = 1 атм, T = 273 K, R = 0.0821 л·атм/(К·моль).
n(H2) = 12 г / 2 г/моль = 6 моль.

V = nRT / P = 6 моль 0.0821 л·атм/(К·моль) 273 K / 1 атм = 13.39 л.

Итак, для превращения 98 г данного вещества в этан понадобится 13.39 л водорода.