Question

При крекинге алкана образовались два углеводорода с одинаковым числом атомов углерода. Плотность одного из них составляет 2,589 г/л (н. у.), а массовая доля углерода в нем равна 82,76 Установите молекулярную формулу исходного углеводорода, напишите уравнение реакции крекинга. Напишите уравнение синтеза данного углеводорода по реакции Фишера--Тропша

Answer 1

Ответ:

С₈Н₁₈

Объяснение:

При крекинге алканов образуются новые алканы и алкены

Если есть плотность одного из продуктов, то можем (при условии что это газ) посчитать его молярную массу

M(газа) = ρ · Vm = 2.589 · 22.4 = 58 г/моль

Пусть формула образовавшегося вещества $C_xH_y$. Напишем следующее соотношение

$x:y = \dfrac{w(C)}{A_r(C)} : \dfrac{w(H)}{A_r(H)} = \dfrac{82.76}{12} : \dfrac{17.24}{1} = 1 : 2.5 = 2 : 5$

Простейшая формула соединения - C₂H₅ с молярной массой 29 г/моль, а реальная молярная масса 58 г/моль, поэтому истинная формула соединения - С₄Н₁₀ - бутан. Значит второй углеводород был бутен. Исходное вещество было алканом и имело 8 атомов углерода. Это был октан - С₈Н₁₈

Пишем реакцию крекинга

С₈Н₁₈ = С₄Н₁₀ + С₄Н₈

Пишем реакцию синтеза октана по Фишеру-Тропшу

8CO + 17H₂ = С₈Н₁₈ + 8H₂O

Answer 2

Давайте начнем с определения молекулярной формулы углеводорода на основе предоставленной информации.

Известно, что образовались два углеводорода с одинаковым числом атомов углерода. Плотность одного из них составляет 2,589 г/л (н. у.), а массовая доля углерода в нем равна 82,76%. Давайте обозначим число атомов углерода в молекуле как "n".

Молекулярная масса углеводорода состоит из массы углерода и массы водорода:

Молекулярная масса углеводорода (М) = масса углерода (C) + масса водорода (H)

Масса углерода (C) = молярная масса углерода * количество атомов углерода в молекуле Масса водорода (H) = молярная масса водорода * количество атомов водорода в молекуле

Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль

Таким образом, молекулярная масса углеводорода (М) = 12n + 1 * 2n = 14n г/моль

Плотность углеводорода (р) = масса (М) / объем (V) Объем (V) = масса (М) / плотность (р)

Объем (V) = 14n г / 2,589 г/л = 5.41n л/моль

Углеводород с массовой долей углерода 82.76% содержит молекулярный углерод в соотношении 0.8276 : 0.1724 (так как массовая доля водорода будет 1 - 0.8276 = 0.1724).

Молекулярная масса углерода = 12 г/моль Молекулярная масса водорода = 1 г/моль

Молекулярная масса углеводорода (М) = (12 * 0.8276) + (1 * 0.1724) = 9.932 г/моль

Теперь мы можем установить значение "n" в молекулярной массе углеводорода:

14n г/моль = 9.932 г/моль n ≈ 0.709

Так как "n" должно быть целым числом, ближайшее целое число равно 1.

Следовательно, исходный углеводород имеет один атом углерода и два атома водорода. Его молекулярная формула: CH2.

Теперь давайте напишем уравнение реакции крекинга алкана. Пусть "CnH2n+2" представляет исходный алкан.

Уравнение реакции крекинга: CnH2n+2 → C2H4 + CnH2n

Для исходного углеводорода CH2 (этан), уравнение будет: CH4 → C2H4 + H2

Наконец, уравнение синтеза данного углеводорода CH2 по реакции Фишера-Тропша:

Уравнение реакции: CO + 2H2 → CH2 + H2O