Для определения молекулярной формулы неизвестного вещества, давайте рассмотрим процесс его образования более детально.
Согласно условию задачи, вещество может быть получено в одну стадию из фенола. Также нам известно, что при сжигании вещества образуются углекислый газ (CO2) и бромоводород (HBr).
Для начала определим количество вещества, которое было использовано в реакции. Мы знаем, что масса неизвестного вещества составляет 3,31 г.
1. Рассчитаем количество вещества (в молях) каждого продукта.
Сначала найдем количество молей углекислого газа (CO2):
n(CO2) = V(углекислый газ) / Vm(углекислый газ) = 1,344 л / 22,4 л/моль = 0,06 моль CO2
Затем количество молей бромоводорода (HBr):
n(HBr) = m(HBr) / M(HBr) = 2,43 г / 80,91 г/моль = 0,03 моль HBr
2. Далее, используя соотношение стехиометрических коэффициентов, определим количество молей неизвестного вещества, реагента:
n(неизвестное вещество) = минимум(n(CO2), n(HBr)) = 0,03 моль
3. Теперь мы можем определить молярную массу неизвестного вещества:
M(неизвестное вещество) = m(неизвестное веществo) / n(неизвестное веществo) = 3,31 г / 0,03 моль = 110,33 г/моль
Теперь рассмотрим структуру, которую можно получить из фенола в одну стадию. Фенол (C6H5OH) — это ароматический спирт, и он может быть окислен до бензойной кислоты (C6H5COOH). Таким образом, загадочное вещество имеет структуру, похожую на бензойную кислоту.
С учетом молярной массы и структуры бензойной кислоты (C6H5COOH), можно предположить, что молекулярная формула неизвестного вещества это C6H5COOH.
Таким образом, молекулярная формула неизвестного вещества, скорее всего, C6H5COOH (бензойная кислота).