Номер 2, страница 90 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. Определите формулу альдегида, пары которого имеют равную плотность с углекислым газом при одинаковых условиях.

Дано:

Пары альдегида и углекислый газ ($CO_2$) находятся при одинаковых условиях (температура T и давление P).

Плотность паров альдегида равна плотности углекислого газа:

$\rho_{альдегида} = \rho_{CO_2}$

Найти:

Формулу альдегида.

Решение:

Согласно следствию из закона Авогадро, если плотности двух газов при одинаковых условиях (температура и давление) равны, то их молярные массы также равны.

Плотность газа ($\rho$) связана с его молярной массой ($M$) уравнением состояния идеального газа:

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{P \cdot M}{R \cdot T}$

Поскольку $P$, $T$ и $R$ (универсальная газовая постоянная) одинаковы для обоих веществ, из равенства плотностей $\rho_{альдегида} = \rho_{CO_2}$ следует равенство их молярных масс:

$M_{альдегида} = M_{CO_2}$

1. Рассчитаем молярную массу углекислого газа ($CO_2$):

$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$

Следовательно, молярная масса искомого альдегида также равна 44 г/моль.

2. Определим формулу альдегида.

Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных альдегидов (алканалей) - $C_nH_{2n}O$.

Выразим молярную массу альдегида через $n$:

$M(C_nH_{2n}O) = n \cdot Ar(C) + 2n \cdot Ar(H) + Ar(O)$

$M(C_nH_{2n}O) = n \cdot 12 + 2n \cdot 1 + 16 = 14n + 16$

3. Приравняем полученное выражение к найденной молярной массе и решим уравнение относительно $n$:

$14n + 16 = 44$

$14n = 44 - 16$

$14n = 28$

$n = \frac{28}{14} = 2$

Таким образом, в молекуле альдегида содержится 2 атома углерода.

4. Подставим значение $n=2$ в общую формулу $C_nH_{2n}O$:

$C_2H_{2 \cdot 2}O \Rightarrow C_2H_4O$

Это молекулярная формула этаналя (уксусного альдегида). Его структурная формула: $CH_3-CHO$.

Проверим молярную массу $C_2H_4O$:

$M(C_2H_4O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 16 = 24 + 4 + 16 = 44 \text{ г/моль}$.

Расчет верен.

Ответ: Молекулярная формула альдегида - $C_2H_4O$ (этаналь или уксусный альдегид).