Задача: Определите молекулярную формулу углеводорода, если при сжигании его количеством вещества 0,1 моль образуется вода массой 5,4 г и углекислый газ объемом 8,96 л (н.у.).
Дано:
n (CxHy) = 0,1 моль ;
m (H₂O) = 5,4 г ;
V (CO₂) = 8,96 л.
Найти:
x, y (формулу) — ?
1. Вычислим количество вещества воды и углекислого газа по формулам: n = m : M и n = V : Vm; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса из таблицы (г/моль), V - объём (л), Vm - молярный объём газов, постоянная величина, равная 22,4 (л/моль) при н.у.
n (H₂O) = 5,4 г : 18 г/моль = 0,3 (моль).
n (CO₂) = 8,96 л : 22,4 л/моль = 0,4 (моль).
2. Используя правило, найдём массы углерода и водорода в углеводороде.
n (C) = n (CO₂) ; n (H) = 2n (H₂O), соответственно ⇒
n (C) = 0,4 (моль); n (H) = 0,3 · 2 = 0,6 (моль).
Из вышеописанной формулы (n = m : M) выразим массу и найдём её для каждого элемента в соединении.
m (C) = 0,4 моль · 12 г/моль = 4,8 (г).
m (H) = 0,6 моль · 1 г/моль = 0,6 (г).
Тогда, m (CxHy) = 4,8 + 0,6 = 5,4 (г).
3. Мы нашли массу углеводорода, а также нам в условии дано его количество вещества. По вышеописанной формуле (n = m : M) выразим молярную массу и найдём её.
M (CxHy) = 5,4 г : 0,1 моль = 54 (г/моль).
4. Но нам это ничего не даёт, поэтому нам нужно найти мольное соотношение углерода и водорода.
C : H = 
: 
= 0,4 : 0,6 = 4 : 6 = 2 : 3.
Итак, простейшая формула: C₂H₃. Но её молярная масса = 27 г/моль, а нам нужно 54 г/моль.
Из этого следует, что истинная формула: C₄H₆.
ответ: C₄H₆.
200 мл воды - 200 г воды.
Запишем уравнения реакции:
2Li + 2 H2O = 2LiOH + H2↑.
Пусть в реакцию вступило 2*х моль Лития, и образовалось 2*х соль гидроксида лития и х моль - водорода.
Запишем выражение, для определения количества вещества:
ν=m/M, откуда:
m=v*M.
Определим молярные массы:
M((LiOH)=7+16+1=24 г/моль.
M((Li)=7 г/моль.
M((H2)=2 г/моль.
m(Li)=2х*7.
m(H2)=х*2.
Масса гидроксида лития:
m(LiOH)=2*х*24=48х.
Масса раствора:
m(р-ра)=200 + m(Li)-m(H2)=200+2х*7-х*2=200+14х-2х=200+12х.
Массовая доля гидроксида лития:
w(LaOH)=(48х/(200+12х))*100
(48х/(200+12х))=0,05
х=0,21 моль. Лития вступило 2х моль, значит Лития понадобилось 0,42 моль.
ответ: 0,42 моль Лития.