Question

При сгорании алкана образовалось 80,64 л (н.у.) углекислого газа и 75,6 г воды. Определите состав данного алкана.

Answer 1

CxH2x+2 + O2 → xCO2 + (x+1) H2O

Видно, что отношение количества вещества продуктов реакции равно n(H2O) : n(CO2) = (x+1) : x , где x - указывает на количество атомов углерода в молекуле алкана

n(CO2)=V/Va = 80,64 / 22,4 = 3,6 моль

n(H2O) = m/M = 75,6 / 18 = 4,2 моль

(x+1)/x = 4,2 / 3,6

3,6x + 3,6 = 4,2x

x = 6

C6H14

Answer 2

Для определения состава алкана, сначала, нужно записать уравнение реакции сгорания алкана. Общее уравнение сгорания алканов выглядит следующим образом:

CxHy + (x + y/4)O2 -> xCO2 + (y/2)H2O

Где CxHy - это формула алкана, x - количество молекул CO2, y - количество молекул H2O.

Из условия задачи у нас есть данные:

Объем CO2: 80,64 л (н.у.) - нормальных условий (температура 0°C и давление 1 атмосфера) Масса воды (H2O): 75,6 г

1. Определение количества молекул CO2: Для этого нужно перевести объем CO2 в условия стандартных условий (STP) - температура 0°C и давление 1 атмосфера. Объем CO2 можно перевести в моль, зная стандартный объем одного моля газа при STP, который равен приблизительно 22,71 л.

Моль CO2 = Объем CO2 (н.у.) / Стандартный объем одного моля газа (при STP) Моль CO2 = 80,64 л / 22,71 л/моль ≈ 3,55 моль CO2

2. Определение количества молекул H2O: Для этого нужно перевести массу H2O в моль, зная молярную массу H2O. Молярная масса H2O равна приблизительно 18 г/моль.

Моль H2O = Масса H2O / Молярная масса H2O Моль H2O = 75,6 г / 18 г/моль ≈ 4,2 моль H2O

3. Определение соотношения между x и y в уравнении реакции: Из уравнения сгорания алкана, мы знаем, что соотношение между x и y составляет 1 к x/2, так как каждая молекула CO2 содержит 1 молекулу C и каждая молекула H2O содержит 2 молекулы H.

Таким образом, y = 2 * x.

4. Рассчет атомного состава алкана: Теперь мы можем рассчитать атомный состав алкана, зная, что масса алкана равна сумме масс углерода (C) и водорода (H) в молекуле.

Масса алкана = масса C + масса H

Масса C = количество атомов C в алкане * атомная масса C (приблизительно 12 г/моль) Масса H = количество атомов H в алкане * атомная масса H (приблизительно 1 г/моль)

Таким образом, масса алкана = x * 12 г/моль + y * 1 г/моль

5. Подстановка значений y из шага 3 в выражение для массы алкана:

Масса алкана = x * 12 г/моль + 2 * x * 1 г/моль Масса алкана = 14 г/моль * x

6. Найдем количество молекул алкана:

Масса алкана = молярная масса алкана * количество молекул алкана 14 г/моль * x = молярная масса алкана * количество молекул алкана

7. Рассчитаем молярную массу алкана: Молярная масса алкана = Масса алкана / количество молекул алкана Молярная масса алкана = (80,64 л * 1,25 г/л + 75,6 г) / (3,55 моль + 4,2 моль)

Молярная масса алкана ≈ 20 г/моль

8. Теперь, используя молярную массу алкана, найдем количество молекул алкана:

14 г/моль * x = 20 г/моль * количество молекул алкана Количество молекул алкана ≈ (14 г/моль * x) / 20 г/моль

Теперь у нас есть приблизительное значение количества молекул алкана, но оно нецелое, поскольку мы использовали приближенные значения для молярных масс. Чтобы упростить задачу, допустим, что масса алкана составляет 140 г (это число хорошо делится на 20 г/моль). Тогда:

Количество молекул алкана = 140 г / 20 г/моль = 7 моль

Теперь, когда у нас есть количество молекул алкана, можно найти точное значение x и y, используя соотношение из шага 3:

y = 2 * x 7 моль = 2 * x x = 7 моль / 2 = 3,5 моль

Теперь у нас есть x и y:

x = 3,5 моль (количество молекул CO2) y = 2 * x = 2 * 3,5 моль = 7 моль (