Question

При полном сгорании 3,75 г алкана образовалось 5,6 л углекислого газа (н. у.) и неко-торое количество водяных паров. Выведите молекулярную формулу углеводорода.

Answer 1

1)Формула алкана- CₓH₂ₓ₊₂

2)Количество вещества углекислого газа
Vm=22,4л/моль (при н.у и для каждого газа)
n(CO₂)=V(CO₂)/Vm=5.6/22,4=0,25моль

3)Масса углерода содержащиеся в составе углекислого газа
Из формулы вещества(CO₂) видно:
n(C)=n(CO₂)=0,25моль
m(C)=n*M=0,25*12=3г

4)Масса углерода содержащиеся в составе алкана
CₓH₂ₓ₊₂+O₂=xCO₂+(x+1)H₂O
По закону сохранение масс: масса углерода содержащиеся в составе углекислого газа равна массе углерода содержащиеся в составе алкана.
Тогда этот алкан с массой 3.75 г содержит 3г углерода

5)Находим х
M(CₓH₂ₓ₊₂)=12x+2x+2=14x+2 г/моль

Составим пропорцию:

3.75г алкан с-жит---> 3г С
14x+2 г содержит---> 12х г

12x*3,75=3(14x+2)
45x=42x+6
3x=6
x=2 (C)
2x+2=6 (H)

Ответ:
C₂H₆-этан

Answer 2

Для начала определим количество молей алкана, который сгорел. Для этого воспользуемся уравнением составления реакции сгорания алкана:

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

где n - количество углеродов в молекуле алкана.

Из условия задачи известно, что при сгорании 3,75 г алкана образовалось 5,6 л углекислого газа (н.у.), что соответствует 0,25 моль CO2. Также образовалось некоторое количество водяных паров, но их количество неизвестно.

Теперь используем соотношение между количеством молей алкана и количеством молей углекислого газа, которое образуется при его сгорании:

n(CO2) = n(алкана)

Таким образом, количество молей алкана, которое сгорело, равно 0,25 моль.

Теперь найдем количество молей водяных паров, которые образовались при сгорании алкана. Для этого воспользуемся уравнением составления реакции сгорания алкана и уравнением составления реакции образования водяных паров:

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

Из уравнения видно, что при сгорании 1 моль алкана образуется n+1 моль воды. Таким образом, количество молей водяных паров, образовавшихся при сгорании 0,25 моль алкана, равно 0,25+1 = 1,25 моль.

Теперь определим молекулярную формулу углеводорода. Для этого воспользуемся формулой молекулярной массы:

M = m/n

где M - молекулярная масса углеводорода, m - масса углеводорода, n - количество молей углеводорода.

Масса алкана, который сгорел, равна 3,75 г, количество молей алкана равно 0,25 моль. Таким образом, молекулярная масса углеводорода равна 3,75/0,25 = 15 г/моль.

Теперь найдем количество углеродов и водородов в молекуле углеводорода. Для этого воспользуемся формулой молекулярной массы:

M = n(C) * m(C) + n(H) * m(H)

где n(C), n(H) - количество атомов углерода и водорода соответственно, m(C), m(H) - атомные массы углерода и водорода соответственно.

Из таблицы атомных масс известно, что атомная масса углерода (C) равна 12 г/моль, а атомная масса водорода (H) равна 1 г/моль.

Подставляя известные значения, получаем:

15 = n(C) * 12 + n(H) * 1

Таким образом, количество атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода равно 1 и 3 соответственно.

Теперь можем записать молекулярную формулу углеводорода: C1H3, что соответствует метану (CH4). Таким образом, молекулярная формула углеводорода, который сгорел, равна CH4 - это метан.