При сгорании углеводорода массой 2,34 г образовался оксид углерода (IV) объемом 4,032 л (н.у.). Относительная...

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать законы сохранения массы и объема, а также выразить объем оксида углерода (IV) в условиях нормальных условий (н.у.).

Сначала найдем количество вещества образовавшегося оксида углерода (IV) по его объему в нормальных условиях:

n = V/22.4 = 4.032/22.4 = 0.18 моль

Затем найдем количество углерода в этом оксиде:

n(C) = n = 0.18 моль

Так как масса углерода равна 12 г/моль, то масса углерода в оксиде равна:

m(C) = n(C) M(C) = 0.18 12 = 2.16 г

Теперь найдем массу кислорода в оксиде:

m(O) = m(оксида) - m(C) = 2.34 - 2.16 = 0.18 г

Так как масса кислорода равна 16 г/моль, то количество кислорода в оксиде равно:

n(O) = m(O) / M(O) = 0.18 / 16 = 0.01125 моль

Теперь рассмотрим уравнение сгорания углеводорода:

CₓHᵧ + (х + у/4)O₂ -> хСО₂ + у/2Н₂О

Как мы выяснили ранее, масса углерода в оксиде составляет 2.16 г, а масса кислорода 0.18 г. Таким образом, у нас есть уравнение:

2.16 = х

0.18 = 2х + 0.5у

Решив эту систему уравнений, мы получим х = 2 и у = 1. Таким образом, молекулярная формула углеводорода CH₂.

Итак, молекулярная формула углеводорода, который сгорел и образовал оксид углерода (IV), равна CH₂.

Для решения этой задачи начнём с данных и используем химические законы и формулы.

1. Определение молекулярной массы углеводорода:

   • Относительная плотность углеводорода по водороду дана как 39. Поскольку молекулярная масса водорода равна примерно 2 г/моль (H2), молекулярная масса углеводорода будет 39 × 2 г/моль = 78 г/моль.

2. Расчет количества молей углекислого газа:

   • Объем углекислого газа дан как 4,032 л при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль идеального газа занимает 22,4 л. Следовательно, количество молей CO2 равно 4,032 л / 22,4 л/моль = 0,18 моль.

3. Составление уравнения сгорания и нахождение формулы углеводорода:

   • Пусть формула углеводорода будет CxHy. Уравнение сгорания углеводорода будет выглядеть следующим образом: [ C_xH_y + (x + \frac{y}{4})O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O ]
   • Из уравнения видно, что количество молей CO2 (x) должно быть равно количеству молей углерода в углеводороде, которое также равно количеству молей углеводорода, сгоревшего в реакции. Так как масса углеводорода 2,34 г, а молярная масса 78 г/моль, то количество молей углеводорода составляет 2,34 г / 78 г/моль = 0,03 моль. Так как 0,03 моль углеводорода дает 0,18 моль CO2, соотношение между молями углеводорода и CO2 равно 0,18 моль / 0,03 моль = 6. Следовательно, x = 6.

4. Вычисление y (количество атомов водорода):

   • Из молекулярной массы углеводорода (78 г/моль) и формулы C6Hy, масса 6 атомов углерода составляет 6 × 12 г/моль = 72 г/моль. Следовательно, масса водорода в молекуле углеводорода составляет 78 г/моль - 72 г/моль = 6 г/моль. Поскольку молярная масса водорода составляет 1 г/моль, количество атомов водорода (y) равно 6.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода – C6H6. Это бензол, ароматическое соединение с молекулярной массой 78 г/моль.