4. При сжигании углеводорода массой 5,3 г выделилось 8,96 л окси- да углерода(IV) при н.y. и 4,36 г воды. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 13. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода.
Для решения данной задачи по началу следует найти количество вещества реагирующего углеводорода, оксида углерода(IV) и воды.
1. Найдем количество вещества оксида углерода(IV):
- Из условия задачи известна масса углеводорода, сгоревшего при реакции:
m(углеводорода) = 5,3 г
- Для вычисления количества вещества можно применить формулу:
n(углеводорода) = m(углеводорода) / M(углеводорода), где M(углеводорода) - молярная масса углеводорода.
- Так как вопрос просит найти молекулярную формулу углеводорода, можно предположить, что при сгорании углеводорода образуется углекислый газ (CO2). Значит, эта реакция можно представить следующим образом:
СnHm + (n+m/4)O2 -> nCO2 + m/2 H2O
- После сгорания углеводорода образуются только два продукта: CO2 и H2O. Из условия задачи известны их массы:
m(CO2) = (n(углеводорода) * M(CO2)) = 8,96 л * 1,98 г/л = 17,8048 г
m(H2O) = 4,36 г
- Так как при реакции углеводорода с оксигеном образуется только 1 молекула CO2 и 1 молекула H2O, можно написать следующую систему уравнений:
n(CO2) = 17,8048 г / M(CO2)
n(H2O) = 4,36 г / M(H2O)
2. Далее, найдем количество вещества углеводорода лимитирующего реакцию:
- При условии полного сгорания углеводорода масса фундаментального остатка CO2 должна соответствовать формуле СnHm.
- Таким образом, количество вещества углеводорода должно быть равно количеству вещества CO2.
3. Теперь можем определить массу молекулы углеводорода и подобрать формулу.
- Плотность (р) оксида углерода (IV) по формуле р = m/V можно переписать как р = n * M/V, где р - плотность, n - количество вещества, M - молярная масса, V - объем.
- По условию задачи относительная плотность этого вещества по водороду равна 13. Значит, n(H2) = 13 * n(углеводорода).
- Подставляем все значения:
13 * (n(углеводорода) * M(H2))/(V(H2)*M(углеводорода)) = 13 * n(CO2) * M(H2) / (V(H2) * M(CO2))
n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 17,8048 г / M(CO2)
- После сокращения значений:
13 * M(H2) / (V(H2) * M(углеводорода)) = 13 * M(H2) / (V(H2) * M(CO2))
- Отсюда следует равенство:
M(углеводорода) = M(CO2)
Таким образом, написав систему уравнений, мы получили, что масса молекулы углеводорода равна массе молекулы CO2. Теперь можно провести дополнительные вычисления, чтобы определить формулу углеводорода.
К сожалению, без конкретных значений молекулярных масс и объема мы не можем конкретно определить формулу углеводорода, но с помощью этих данных можно дать только общие рекомендации.
