Определите молекулярную формулу углеводорода, если при сжигании 25,2 г его образовалось 40,32 л оксида...

Для начала определим количество молей оксида углерода (IV) и воды, образовавшихся при сжигании углеводорода.

1. Определяем количество молей оксида углерода (IV): Молярная масса CO2 = 12,01 г/моль + 15,999 г/моль2 = 44,01 г/моль Масса образовавшегося оксида углерода (IV) = 40,32 л 1,875 г/л = 75,6 г Количество молей CO2 = 75,6 г / 44,01 г/моль ≈ 1,72 моль

2. Определяем количество молей воды: Молярная масса H2O = 1,008 г/моль*2 + 15,999 г/моль = 18,015 г/моль Масса образовавшейся воды = 32,4 г Количество молей H2O = 32,4 г / 18,015 г/моль ≈ 1,80 моль

3. Составляем уравнение реакции сжигания углеводорода: CxHy + (x + y/4)O2 -> xCO2 + y/2H2O

4. Составляем систему уравнений на основе данных о количестве молей оксида углерода (IV) и воды: x = 1,72 y/2 = 1,80

5. Находим молекулярную формулу углеводорода: x = 1,72 y = 2 * 1,80 = 3,60 ≈ 4

Таким образом, молекулярная формула углеводорода - C1,H4.

Для определения молекулярной формулы углеводорода, давайте разберем задачу шаг за шагом.

1. Определение количества вещества продуктов сгорания

При сгорании углеводорода образуются оксид углерода (IV) (CO₂) и вода (H₂O).

• Оксид углерода (IV): Используем уравнение для расчета количества вещества: [ n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} ] где ( V = 40.32 ) л, а ( V_m = 22.4 ) л/моль (нормальные условия). [ n(\text{CO}_2) = \frac{40.32}{22.4} = 1.8 \text{ моль} ]

• Вода: Используем уравнение для расчета количества вещества: [ n(\text{H}_2O) = \frac{m}{M} ] где ( m = 32.4 ) г, а ( M(\text{H}_2O) = 18 ) г/моль. [ n(\text{H}_2O) = \frac{32.4}{18} = 1.8 \text{ моль} ]

2. Определение количества атомов углерода и водорода

• Углерод: Количество атомов углерода в углеводороде равно количеству молей CO₂: [ n(\text{C}) = n(\text{CO}_2) = 1.8 \text{ моль} ]

• Водород: Количество атомов водорода равно удвоенному количеству молей воды (так как в каждой молекуле воды два атома водорода): [ n(\text{H}) = 2 \times n(\text{H}_2O) = 2 \times 1.8 = 3.6 \text{ моль} ]

3. Определение эмпирической формулы

Отношение числа атомов C и H: [ \text{C : H} = 1.8 : 3.6 = 1 : 2 ]

Эмпирическая формула углеводорода — ( \text{CH}_2 ).

4. Определение молекулярной формулы

Для определения молекулярной формулы нужно сравнить молекулярную массу углеводорода с эмпирической массой:

• Эмпирическая масса ( \text{CH}_2 ): [ M(\text{CH}_2) = 12 + 2 \times 1 = 14 \text{ г/моль} ]

• Молекулярная масса: Используем плотность для определения молекулярной массы: [ M = d \times V_m = 1.875 \text{ г/л} \times 22.4 \text{ л/моль} = 42 \text{ г/моль} ]

• Определение целого числа для нахождения молекулярной формулы: [ n = \frac{M}{\text{эмпирическая масса}} = \frac{42}{14} = 3 ]

Таким образом, молекулярная формула углеводорода: [ \text{(CH}_2)_3 = \text{C}_3\text{H}_6 ]

Ответ

Молекулярная формула углеводорода — ( \text{C}_3\text{H}_6 ).

1. Найдем количество молей оксида углерода (IV) и воды, образовавшихся при сжигании углеводорода. Масса оксида углерода (IV): 40,32 л * 1,875 г/л = 75,6 г Масса воды: 32,4 г

Молярная масса CO2 = 44 г/моль Молярная масса H2O = 18 г/моль

Моли CO2 = 75,6 г / 44 г/моль ≈ 1,72 моль Моли H2O = 32,4 г / 18 г/моль ≈ 1,8 моль

1. Найдем количество молей углерода и водорода в углеводороде. Масса углеводорода: 25,2 г

Пусть моль углеводорода = x Моль углерода = x Моль водорода = 2x

Молярная масса углерода = 12 г/моль Молярная масса водорода = 1 г/моль

25,2 г = 12x + 2x ≈ 14x x ≈ 1,8 моль

1. Найдем молекулярную формулу углеводорода. Массовая доля углерода = (12 г/моль 1,8 моль) / (12 г/моль 1,8 моль + 1 г/моль 2 1,8 моль) = 21,6 / 25,2 ≈ 0,857 Массовая доля водорода = 1 - 0,857 = 0,143

Молярная масса углерода = 12 г/моль Молярная масса водорода = 1 г/моль

Отношение массов углерода к водороду в молекуле углеводорода: 0,857 / 0,143 ≈ 6 / 1

Таким образом, молекулярная формула углеводорода - C6H12.