Question

При сгорании 11,2г неизвестного углеводорода получили оксид углерода (IV) массой 35,2 г и воду массой 14,4 г. Относительная плотность этого углеводорода по водороду равна 28. Выведите молекулярную формулу неизвестного вещества.

Answer 1

Дано:

m(в-ва) = 11,2 гр

m(CO₂) = 35,2 гр

m(H₂O) = 14,4 гр

$D_{H_{2}}(C_{x}H_{y}) = 28$

-----------------------------

Найти:

$C_{x}H_{y} - ?$

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнение реакций то что известно по условию:

$C_{x}H_{y} + O_{2} \rightarrow CO_{2} + H_{2}O$

2) Для начала мы запишем молекулярную формулу неизвестного вещества:

M(H₂) = 1×2 = 2 гр/моль

$D_{H_{2}}(C_{x}H_{y}) = \frac{M(C_{x}H_{y})}{M(H_{2})} \Rightarrow M(C_{x}H_{y}) = D_{H_{2}}(C_{x}H_{y}) * M(H_{2})$ = 28 × 2 гр/моль =  56 гр/моль

3) Далее находим количества вещества у оксид углерода (IV) и у воды, а потом у углерода и водорода:

M(CO₂) = 12 + 16×2 = 12 + 32 = 44 гр/моль

M(H₂O) = 1×2 + 16 = 2 + 16 = 18 гр/моль

n(CO₂) = m(CO₂)/M(CO₂) = 35,2 гр / 44 гр/моль = 0,8 моль ⇒ n(C) = n(CO₂) = 0,8 моль

n(H₂O) = m(H₂O)/M(H₂O) = 14,4 гр / 18 гр/моль = 0,8 моль ⇒ n(H) = 2n(H₂O) = 2×0,8 моль = 1,6 моль

4) Далее находим соотношение у количества вещества у углерода и водорода, именно там мы найдем простейшую формулу вещества:

x : y = n(C) : n(H) = 0,8 моль : 1.6 моль = 1 : 2 ⇒ CH₂ - Простейшая формула вещества

5) Далее находим молекулярную массу у простейшей формулы вещества, потом мы приравниваем молекулярную массу простейшей формулы и у молекулярную массу неизвестно вещества то что мы получили из 2), и далее находим формулу неизвестного вещества:

$M(CH_{2})$ = 12 + 1×2 = 12 + 2 = 14 гр/моль

$M(CH_{2}) = M(C_{x}H_{y})$

14n = 56

n = 56 : 14

n = 4 ⇒ C₄H₈ - Бутен, следовательно это и есть неизвестный углеводород.

Ответ: C₄H₈ - Бутен.

$DK954$

Answer 2

Давайте начнем с определения состава неизвестного углеводорода.

1. Найдем количество молей каждого элемента в продуктах сгорания:

   • Оксид углерода (IV) (CO2):

     • Масса CO2 = 35.2 г.
     • Молярная масса CO2 = 12.01 г/моль (C) + 2 * 16.00 г/моль (O) = 44.01 г/моль.
     • Количество молей CO2 = масса CO2 / молярная масса CO2 = 35.2 г / 44.01 г/моль ≈ 0.8 моль.

   • Вода (H2O):

     • Масса H2O = 14.4 г.
     • Молярная масса H2O = 2 * 1.01 г/моль (H) + 16.00 г/моль (O) = 18.02 г/моль.
     • Количество молей H2O = масса H2O / молярная масса H2O = 14.4 г / 18.02 г/моль ≈ 0.8 моль.

2. Найдем количество молей водорода в неизвестном углеводороде:

   • Так как каждая молекула воды (H2O) содержит 2 атома водорода, количество молей водорода в углеводороде равно 2 * 0.8 моль = 1.6 моль.

3. Найдем количество молей углерода в неизвестном углеводороде:

   • Количество молей углерода равно количеству молей CO2 (продукта сгорания углерода) = 0.8 моль.

4. Найдем отношение молекулярных масс водорода и углерода в неизвестном углеводороде:

   • Относительная плотность по водороду = масса углерода / масса водорода = (0.8 моль * 12.01 г/моль) / (1.6 моль * 1.01 г/моль) = 6.0.

Теперь у нас есть отношение молекулярных масс водорода и углерода. Мы можем предположить, что молекула углеводорода имеет общую формулу $C_nH_{2n}$, где $n$ - это число углеродных атомов в молекуле.

Используя отношение молекулярных масс, мы можем установить следующее уравнение:

$\frac{12.01n}{2.02n} = 6.0$

Решая это уравнение, мы найдем, что $n = 1$.

Таким образом, молекулярная формула неизвестного углеводорода - $C_1H_2$, что соответствует метану.