Question

30 баллов!! Углеводород содержит 85,7% углерода. Определите молекулярную формулу вещества, если 4,2 г его при 127°С и давлении 5 атм. занимает объем 328 мл

Answer 1

Пусть m(b-bu)=100гр

m(C)=85.71 V=85.71/12=7,1425

m(H)=14.29 V=14.29/1=14.29

v(c):v(H)=1:2=CnH2n

pv=m×RT/14=>M=mrt/pv=42×0.082×(12×1+273)/5×3.28=84

M(CnH2n)=n×12+2n×1=86

14n=84

n=6

ответ:C6H12

Answer 2

Для того чтобы определить молекулярную формулу углеводорода, мы можем воспользоваться законом состояния идеального газа, который гласит:

$PV = nRT$

Где: P - давление (в атмосферах) V - объем (в литрах) n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная (0.0821 L·атм/К·моль) T - температура (в Кельвинах)

Для начала, нам нужно выразить количество молей газа (n) из условия задачи:

1. Масса углеводорода (молярная масса 12 г/моль) = 4.2 г $n = \frac{4.2 \, г}{12 \, г/моль} = 0.35 \, моль$

2. Температура (в Кельвинах) = 127°C + 273.15 = 400.15 K

Теперь мы можем использовать закон состояния идеального газа для расчета количества молекул:

$PV = nRT$

$5 \, атм \cdot 0.328 \, л = 0.35 \, моль \cdot 0.0821 \, L·атм/К·моль \cdot 400.15 \, K$

Умножим левую и правую части уравнения на 1000 (чтобы преобразовать литры в миллилитры):

$5 \, атм \cdot 328 \, мл = 0.35 \, моль \cdot 0.0821 \, L·атм/К·моль \cdot 400.15 \, K \cdot 1000$

Сократим единицы измерения и решим для P:

$P = \frac{0.35 \, моль \cdot 0.0821 \, L·атм/К·моль \cdot 400.15 \, K \cdot 1000}{5 \, атм \cdot 328 \, мл} \approx 1.40 \, атм$

Теперь, имея давление (P), температуру (T) и количество молей (n), мы можем использовать их для расчета молекулярной массы углеводорода. Закон состояния идеального газа может быть переформулирован так:

$PV = \frac{m}{M}RT$

Где: P - давление (в атмосферах) V - объем (в литрах) m - масса газа (в граммах) M - молекулярная масса газа (в г/моль) R - универсальная газовая постоянная (0.0821 L·атм/К·моль) T - температура (в Кельвинах)

Мы можем выразить молекулярную массу (M):

$M = \frac{mRT}{PV}$

Подставим известные значения:

$M = \frac{4.2 \, г \cdot 0.0821 \, L·атм/К·моль \cdot 400.15 \, K}{1.40 \, атм \cdot 0.328 \, л}$

$M \approx 25.79 \, г/моль$

Теперь мы можем определить молекулярную формулу углеводорода. Углерод имеет атомную массу примерно 12 г/моль, поэтому массовая доля углерода в молекуле углеводорода составляет 12 г/моль / 25.79 г/моль ≈ 0.464.

Массовая доля водорода в молекуле углеводорода составляет (1 - 0.464) ≈ 0.536.

Теперь, используя массовые доли углерода и водорода, мы можем определить отношение атомов углерода к водороду в молекуле углеводорода:

• Для углерода: 0.464 / 0.464 = 1
• Для водорода: 0.536 / 0.464 ≈ 1.155

Теперь округлим эти отношения до целых чисел, чтобы определить пропорцию атомов в молекуле углеводорода:

• Углерод: 1
• Водород: 1

Итак, молекулярная формула углеводорода - CH.