Question

При сгорании 4,3 г Углеводорода получили оксид углерода массой 13,2 г и воду массой 6,3 г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 2,966. Выведите молекулярную формулу.

Answer 1

Дано:

m (CxHy) = 4,3 г;

m (CO₂) = 13,2 г;

m (H₂O) = 6,3 г;

D (по возд.) = 2,966.

Найти:

x, y (формулу) — ?

Решение:

1. Найдём количество вещества углекислого газа и воды. По формуле:

‣ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса (г/моль).

n (CO₂) = m ÷ M = 13,2 г ÷ 44 г/моль = 0,3 (моль).

n (H₂O) = m ÷ M = 6,3 г ÷ 18 г/моль = 0,35 (моль).

2. Далее действуем по правилу

n (C в CxHy) = n (CO₂)

n (H в CxHy) = 2n (H₂O)

Соответственно,

n (C в CxHy) = 0,3 моль;

n (H в CxHy) = 0,35 моль · 2 = 0,7 моль.

3. Найдём их массы в соединении.

m (C) = n · M = 0,3 моль · 12 г/моль = 3,6 (г).

m (H) = n · M = 0,7 моль · 1 г/моль = 0,7 (г).

Общая масса равна 4,3 г, совпадает с условием. Это значит, что кислорода в соединении нет.

4. Нам дана относительная плотность по водороду, через неё мы можем найти молярную массу. По формуле:

‣ D = M (газа) ÷ M (по какому газу). Выражаем M газа. M (возд.) = 29 (г/моль).

M (CxHy) = D · M (возд.) = 2,966 · 29 г/моль ≈ 86 (г/моль).

5. Так как из ранее приведённых расчётов у нас вышло 0,3 моль углерода на 0,7 моль водорода (соотношение 3:7), то простейшая формула соединения — C₃H₇, но его молярная масса равна 43 г/моль, но по условию должно быть 86 г/моль (как мы вычислили выше). Соответственно, формулу умножаем на 2.

Таким образом, формула соединения — C₆H₁₄.

Ответ: C₆H₁₄.

Answer 2

Для того чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, сначала определим его молекулярный вес на основе данных о массе оксида углерода (CO) и воды (H2O), образованных при сгорании.

1. Рассмотрим сгорание углеводорода:

CₓHᵧ + O₂ → CO₂ + H₂O

Известно, что масса оксида углерода (CO₂) составляет 13,2 г, а масса воды (H₂O) составляет 6,3 г.

2. Найдем количество углерода (C) и водорода (H) в углеводороде:

Масса C в CO₂ = 12 г/моль Масса H в H₂O = 2 г/моль

Количество молей углерода (nC) = 13,2 г / 12 г/моль = 1,1 моль Количество молей водорода (nH) = 6,3 г / 2 г/моль = 3,15 моль

3. Найдем отношение количества молей водорода к количеству молей углерода:

nH / nC = 3,15 / 1,1 = 2,8636 (округлим до 2,86)

4. Теперь найдем молекулярный состав углеводорода. Поскольку углеводород состоит только из углерода и водорода, мы можем предположить, что его молекулярная формула имеет вид CₓHᵧ.

5. Найдем отношение атомов водорода к атомам углерода в молекуле углеводорода:

Соотношение атомов H/C = 2,86

Теперь мы должны найти такие целые числа x и y, чтобы соотношение атомов H/C равнялось 2,86. Ближайшие к этому значению целые числа будут x = 2 и y = 6.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода C₂H₆.

Итак, молекулярная формула углеводорода, который сгорел при данной реакции, равна C₂H₆.