Question

Для полного сгорания 3,1 г некоторого органического соединения необходимо 5,04 л (н.у.) кислорода. В результате горения образовалось 3,36 л (н.у.) смеси углекислого газа и азота и 4,5 г воды. Определите молекулярную формулу сгоревшего соединения, если известно, что молекула сгоревшего вещества содержит один атом азота.

Answer 1

Т.к.по условию органическое соединение содержит один атом азота, реакция его горения будет: 
СхНуN +(x+1/2у) O₂ = xCO₂ + 1/2 N₂ + уH₂O. Определим массы атомов в реакции:
1) Mr(Н₂O) = 18г/моль, 18г Н₂О  - 2гН
                                   4,5гН₂О  - у гН   
у = 2·4,5:18 = 0,5г Н ;
2)  18г Н₂О  - 16г О
    4,5г Н₂О  - агО;  а = 4,5·16:18 = 4г; т.е. кислорода пошло 4г, переведем их через молярную массу и объем в л:  22,4л О₂ -  32г
                   в л    О₂ -  4г; в О₂ = 2,8л
 3). Определим объем О₂ на выгорание углерода: 5,05л - 2,8л = 2,24л. т.к. на моль О₂ приходится по реакции моль СО₂, СО₂ образовалось также 2,24л,
а по массе:  22,4лСО₂  -  12г  С
                    2,24лСО₂  -  1,2г С
А азота, не реагировавший с кислородом, получился в объеме 3,36 -2,24 =1,12(л),  
4) Определим массу азота: 22,4л N₂ - 28гN₂
                                          1,12 л N₂ - с г N₂
с = 1,12л·28г:22,4л = 1,4г
5)  Получили массовое соотношение атомов в молекуле: С : Н :N = 1,2г : 0,5г : 1,4г. 
Разделив массы элементов на их атомные массы, получим соотношение атомов с молекуле: C:Н:N = 1,2/12 : 0,5/1 : 1,4/14 = 1:5:1.
Т.о. наше соединение СН₅N или:
CH₃-NH₂.   Метиламин.  Mr(CH₃NH₂) = 31 (г/моль)
И реакция его горения:
(0,1моля) CH₃NH₂+(0,225моля)O₂ = (0,1моля)CO₂+(0,1/2моля)N₂+(0,5моля)H₂O