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.

Т. к. по условию органическое соединение содержит один атом азота, реакция его горения будет:

СхНуN + (x+1/2 у) O₂ = xCO₂ + 1/2 N₂ + уH₂O. Определим массы атомов в реакции:

1) Mr (Н₂O) = 18 г/моль, 18 г Н₂О - 2 гН

4,5 гН₂О - у гН

у = 2·4,5:18 = 0,5 г Н;

2) 18 г Н₂О - 16 г О

4,5 г Н₂О - агО; а = 4,5·16:18 = 4 г; т. е. кислорода пошло 4 г, переведем их через молярную массу и объем в л: 22,4 л О₂ - 32 г

в л О₂ - 4 г; в О₂ = 2,8 л

3). Определим объем О₂ на выгорание углерода: 5,05 л - 2,8 л = 2,24 л. т. к. на моль О₂ приходится по реакции моль СО₂, СО₂ образовалось также 2,24 л,

а по массе: 22,4 лСО₂ - 12 г С

2,24 лСО₂ - 1,2 г С

А азота, не реагировавший с кислородом, получился в объеме 3,36 - 2,24 = 1,12 (л),

4) Определим массу азота: 22,4 л N₂ - 28 гN₂

1,12 л N₂ - с г N₂

с = 1,12 л·28 г: 22,4 л = 1,4 г

5) Получили массовое соотношение атомов в молекуле: С: Н : N = 1,2 г: 0,5 г: 1,4 г.

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:

(0,1 моля) CH₃NH₂ + (0,225 моля) O₂ = (0,1 моля) CO₂ + (0,1/2 моля) N₂ + (0,5 моля) H₂O