Isomería

a) Fórmula empírica y molecular

Carbono (en el $\text{CO}_2$, $M = 44\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$, hay 12 g de C por cada 44 g):$$m(\text{C}) = 11{,}5\ \text{g CO}_2\cdot\frac{12\ \text{g C}}{44\ \text{g CO}_2} = 3{,}136\ \text{g}\qquad n(\text{C}) = \frac{3{,}136}{12} = 0{,}261\ \text{mol}$$Hidrógeno (en el $\text{H}_2\text{O}$, $M = 18\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$, hay 2 g de H por cada 18 g):$$m(\text{H}) = 3{,}52\ \text{g H}_2\text{O}\cdot\frac{2\ \text{g H}}{18\ \text{g H}_2\text{O}} = 0{,}391\ \text{g}\qquad n(\text{H}) = \frac{0{,}391}{1} = 0{,}391\ \text{mol}$$Oxígeno, por diferencia:$$m(\text{O}) = 5{,}62 - 3{,}136 - 0{,}391 = 2{,}093\ \text{g}\qquad n(\text{O}) = \frac{2{,}093}{16} = 0{,}131\ \text{mol}$$Dividimos entre el menor número de moles ($0{,}131$):$$\text{C}: \frac{0{,}261}{0{,}131} = 2{,}00\qquad \text{H}: \frac{0{,}391}{0{,}131} = 2{,}99 \approx 3\qquad \text{O}: \frac{0{,}131}{0{,}131} = 1$$Fórmula empírica: $\text{C}_2\text{H}_3\text{O}$, de masa $2\cdot 12 + 3\cdot 1 + 16 = 43\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Masa molar. Las $2{,}408\cdot 10^{23}$ moléculas son:$$n = \frac{2{,}408\cdot 10^{23}}{6{,}022\cdot 10^{23}\ \text{mol}^{-1}} = 0{,}400\ \text{mol}\qquad M = \frac{34{,}4\ \text{g}}{0{,}400\ \text{mol}} = 86{,}0\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$$Fórmula molecular $(\text{C}_2\text{H}_3\text{O})_n$:$$n = \frac{86}{43} = 2 \;\Rightarrow\; \text{C}_4\text{H}_6\text{O}_2$$b) Un isómero

El enunciado no dice cuál es el compuesto, así que vale cualquier estructura con fórmula $\text{C}_4\text{H}_6\text{O}_2$. Primero conviene contar las insaturaciones: un compuesto saturado de 4 carbonos tendría $2\cdot 4 + 2 = 10$ hidrógenos; con 6 le faltan 4, es decir, 2 insaturaciones (dobles enlaces, incluido el $\text{C=O}$, o anillos).

Un ácido carboxílico con un doble enlace $\text{C=C}$ cumple la fórmula. Por ejemplo, el ácido but-2-enoico:$$\text{CH}_3\text{–CH=CH–COOH}$$(4 C, $3 + 1 + 1 + 1 = 6$ H y 2 O.)

Otros isómeros posibles, que también valdrían como respuesta: