Question

При полном сгорании 4,3 г алкана образовалось 6,72 л (н.v.) оксида углерода(IV). Определите молекулярную формулу углеводорода и назовите его. (СН,4.). С объяснениями пожалуйста

Answer 1

Для решения данной задачи по определению молекулярной формулы углеводорода и его названию, нам необходимо использовать соотношение между массой и объемом продуктов сгорания алкана.

Сначала найдем количество вещества оксида углерода(IV) (CO2) при условиях задачи. Для этого воспользуемся уравнением сгорания алкана:

CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O

Из условия задачи мы знаем, что образовалось 6,72 л одного из продуктов сгорания, а именно оксида углерода(IV) (CO2). По справочным данным, 1 моль газа занимает 22,4 литра при н.у., так что мы можем установить соотношение:

6,72 л CO2 * (1 моль CO2 / 22,4 л CO2) = 0,3 моль CO2.

Теперь мы можем найти количество алкана, сгоревшего в реакции. Коэффициент "x" в уравнении сгорания обозначает количество молей алкана, так что у нас:

0,3 моль CO2 = x моль алкана

Теперь, чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, нужно установить соотношение между атомами углерода и водорода. В случае алканов (метана в данном случае) это 1:4. Это означает, что моль алкана содержит столько же молей атомов водорода, сколько атомов углерода плюс еще вдвое больше:

x моль алкана = (x моль C) + (2x моль H)

Теперь мы можем вычислить "x":

0,3 моль CO2 = x моль алкана
0,3 моль CO2 = x моль C + 2x моль H

Рассчитываем отношение:

0,3 = x + 2x/2
0,3 = x + x
0,3 = 2x
x = 0,15 моль

Таким образом, у нас есть 0,15 моль углеводорода. Теперь мы можем определить молекулярную формулу углеводорода, используя информацию о соотношении между атомами углерода и водорода.

У нас есть 0,15 моль углеводорода, что соответствует 1 молекуле углеводорода (по определению молярной массы). Таким образом, молекульная формула углеводорода СxHy будет С1H4, что соответствует метану (CH4).

Итак, молекулярная формула углеводорода - CH4, он называется метаном.

Answer 2

Дано:

m(CₙH₂ₙ₊₂) = 4,3 г

V(CO₂) = 6,72 л

Найти:

CₙH₂ₙ₊₂ - ?

Решение:

1) CₙH₂ₙ₊₂ + (1,5n+0,5)O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O;

2) n(CO₂) = V(CO₂) / Vm = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль;

3) n(CₙH₂ₙ₊₂) = n(CO₂) / n = (0,3 / n) моль;

4) M(CₙH₂ₙ₊₂) = Ar(C) * N(C) + Ar(H) * N(H) = 12 * n + 1 * (2n + 2) = (14n + 2) г/моль;

5) M(CₙH₂ₙ₊₂) = m / n = 4,3 / (0,3 / n) = (4,3n / 0,3) г/моль;

6) M(CₙH₂ₙ₊₂) = M(CₙH₂ₙ₊₂);

14n + 2 = 4,3n / 0,3;

n = 20;

7) C₂₀H₄₂ - эйкозан (дидецил).

Ответ: Неизвестное вещество - C₂₀H₄₂ - эйкозан (дидецил).

Answer 3

Из условия задачи следует, что при полном сгорании 4,3 г алкана образуется 6,72 л оксида углерода(IV) (CO2).

Для определения молекулярной формулы алкана, нужно знать его процентное содержание углерода и водорода. Находим мольный объем газа по уравнению идеального газа:

V = nRT/P,

где V - объем газа (6,72 л), n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление.

Зная объем газа, можно найти количество молей (n) оксида углерода(IV) по соотношению коэффициентов в уравнении реакции сгорания алкана:

CnH2n+2 + (3n+1/2)O2 -> nCO2 + (n+1)H2O,

где n - количество углеродных атомов в молекуле алкана (для каждого атома углерода в оксиде углерода(CO2) отводится 1 граммовый эквивалентный объем газа), n+1/2 - количество молей кислорода.

Для алкана, состоящего из C углеродных атомов и H водородных атомов, массовая доля углерода в нем будет:

Массовая доля углерода = (12*C)/(12*C + 1*H)

Мольная доля углерода = (C*12)/([C*12 + H*1])

Таким образом, мольная доля углерода в оксиде углерода(IV) (CO2) будет равна:

(MC/MCO2) * 100%,

где MC - массовая доля углерода в алкане, MCO2 - массовая доля углерода в оксиде углерода(IV) (CO2).

В данном случае, массовая доля углерода в оксиде углерода(IV) (CO2) равна 12/44 ≈ 0,273.

Подставляя данное значение в уравнение, получаем:

(MC/0,273) * 100% = 4,3/44 * 100%,

nCO2 = (MC * 4,68) / 12.

Определяем количесnво углеродных атомов в молекуле алкана:

0,273 * nCO2 = MC * 4,68 / 12,

n / (n+1) = MC * 4,68 / 12.

Подставляя значение MC, можно определить количество углеродных атомов в молекуле алкана.

Исходя из ответа, можно получить количество водородных атомов по формуле:

n + 1 + x = 4,3/14,

где x - количество водородных атомов.

Таким образом, после нахождения количества углеродных и водородных атомов, можно определить молекулярную формулу углеводорода и найти его название.