Question

При сгорании алкана массой 3.6 г образуется оксид углерода (IV) объемом 5.6 л (н.у). Плотность алкана по водороду равна 36. Установите молекулярну ю формулу алкана.

Answer 1

Это алкан-пентан C5H10

Answer 2

Для того чтобы установить молекулярную формулу алкана, нам необходимо анализировать информацию о его массе, объеме оксида углерода (IV) и плотности по водороду.

Шаг 1: Рассчитаем количество молей углерода

Масса алкана равна 3.6 г. Предположим, что все углероды из алкана окисляются до оксида углерода (IV). Таким образом, масса углерода в алкане будет равна массе оксида углерода (IV).

Масса оксида углерода (IV) равна массе углерода, который в нём содержится. Так как масса оксида углерода (IV) неизвестна, нам дан объем оксида углерода (IV) равный 5.6 л при нормальных условиях (н.у). При н.у, объем газа пропорционален количеству молей газа.

Плотность алкана по водороду равна 36 г/л. Так как алкан содержит только углерод и водород, мы можем сделать предположение, что плотность алкана пропорциональна суммарной массе углерода и водорода в алкане.

Теперь мы можем рассчитать количество молей углерода и объем оксида углерода (IV) следующим образом:

Масса углерода = Масса оксида углерода (IV) = 3.6 г Количество молей углерода = Масса углерода / Атомная масса углерода

Атомная масса углерода равна 12 г/моль, поэтому: Количество молей углерода = 3.6 г / 12 г/моль = 0.3 моль

Шаг 2: Рассчитаем количество молей оксида углерода (IV)

Объем оксида углерода (IV) равен 5.6 л при нормальных условиях (н.у). По уравнению состояния идеального газа, объем газа пропорционален количеству молей газа:

Объем газа = Количество молей газа * Молярный объем газа при н.у (22.4 л/моль)

Таким образом, мы можем рассчитать количество молей оксида углерода (IV):

Количество молей оксида углерода (IV) = Объем оксида углерода (IV) / Молярный объем газа при н.у

Количество молей оксида углерода (IV) = 5.6 л / 22.4 л/моль = 0.25 моль

Шаг 3: Установим соотношение между количеством молей углерода и оксида углерода (IV)

Сравнивая количество молей углерода и оксида углерода (IV), мы можем установить стехиометрическое соотношение между ними.

Мольное соотношение между углеродом и оксидом углерода (IV) в алкане будет следующим:

Мольное соотношение = Количество молей углерода / Количество молей оксида углерода (IV)

Мольное соотношение = 0.3 моль / 0.25 моль = 1.2

Шаг 4: Определение молекулярной формулы алкана

Молекулярная формула алкана указывает на количество и тип атомов, присутствующих в его молекуле. Мы знаем, что алкан содержит только углерод и водород.

Предположим, что молекула алкана содержит n атомов углерода и 2n + 2 атомов водорода (в соответствии с общей формулой алканов CnH2n+2).

Теперь мы можем установить значение n, используя мольное соотношение, которое мы рассчитали на предыдущем шаге:

1.2 = n / (2n + 2)

Решив эту пропорцию, мы получаем:

1.2(2n + 2) = n 2.4n + 2.4 = n 2.4n - n = -2.4 1.4n = -2.4 n = -2.4 / 1.4 n ≈ -1.71

Значение n должно быть положительным целым числом, поэтому мы не можем получить точное значение n из этого уравнения. Однако, мы можем сделать предположение, что n близко к 2, так как стехиометрическое соотношение близко к 1.2. Таким образом, предполагая, что n = 2, мы можем определить молекулярную формулу алкана:

C2H6

Таким образом, молекулярная формула алкана, соответствующая данной информации, вероятно, будет C2H6 (этан).