Question

10,0 г углеводорода Х, содержащего 71,43% углерода, при температуре 20ºС и давлении 80 кПа занимает объем 7,25 л. Установите брутто-формулу вещества Х и укажите её в ответе (например, N2H4).​

Answer 1

1) Закон Менделеева-Клапейрона для идеального газа:

Р*V = (m/M)*R*T

где: Р - давление газа , Па. Р = 80 кПа = 80000 Па

V - объем газа, м³ .  V = 7,25 л = 0,00725 м³

m - масса газа, кг. m = 10 г = 0,01 кг

R - универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль*К)

T - температура, °К. T = 20 + 273 = 293°К

М - масса 1 моля газа, кг

2) Из  данного уравнения находим массу 1 моля газа:

М = mRT/(PV) = 0,01*8,314*293/(80000*0,00725) = 0,042 кг = 42 г

3) Так как это углеводород, то он содержит только атомы углерода и водорода и его формула имеет вид:

С₃Н₆

Answer 2

Чтобы определить брутто-формулу углеводорода Х, мы должны сначала вычислить количество молекул углерода (C) и водорода (H) в данном углеводороде.

Шаг 1: Рассчитаем количество молекул углерода (C):

Масса углерода в 10,0 г углеводорода Х: Масса углерода = масса Х × процент углерода / 100 Масса углерода = 10,0 г × 71,43 / 100 = 7,143 г

Молярная масса углерода (C): Молярная масса С = 12,01 г/моль

Количество молекул углерода (C): Количество молекул C = масса углерода / молярная масса C Количество молекул C = 7,143 г / 12,01 г/моль

Шаг 2: Рассчитаем количество молекул водорода (H):

Масса водорода в 10,0 г углеводорода Х: Масса водорода = масса Х - масса углерода Масса водорода = 10,0 г - 7,143 г = 2,857 г

Молярная масса водорода (H): Молярная масса Н = 1,008 г/моль

Количество молекул водорода (H): Количество молекул Н = масса водорода / молярная масса H Количество молекул Н = 2,857 г / 1,008 г/моль

Шаг 3: Определите отношение между атомами углерода и водорода:

Для определения отношения между атомами углерода и водорода, мы должны найти наименьшее целое число, на которое можно разделить оба числа.

Отношение между атомами С и Н = количество молекул C / количество молекул Н

Отношение между атомами С и Н = (7,143 г / 12,01 г/моль) / (2,857 г / 1,008 г/моль)

Отношение между атомами С и Н ≈ 2 / 1

Таким образом, брутто-формула вещества Х будет C2H2.