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.
1) При взаимодействии алкенов с бромом происходит присоединение брома по двойной связи с образованием дибромалкана:
СН₂ = СН₂ ― R + Br₂ → СН₂Br ― СН₂Br ― R
То есть 1 моль алкена присоединяет 1 моль брома
2) Масса 1 моля брома равна:
М(Br₂) = 2*80 = 160 г/моль
3) Обозначим молярную массу алкена через Х граммов, тогда 1 моль этого алкена присоединяет 1 моль брома и масса продукта реакции будет равна (Х + 160) г.
Составляем пропорцию:
Х г алкена (Х + 160) г продукта
28 г алкена (28 + 64) г продукта
Решаем пропорцию:
28*(Х + 160) = Х*(28 + 64)
28Х + 4480 = 80Х
64Х = 4480
Х = 70
4) Значит, масса 1 моля алкена равна 70 г/моль.
Общая формула алкенов: СnH2n , где n - число атомов С в алкене
Тогда молярная масса нашего алкена равна:
12n + 2n = 70
14n = 70
n = 5
Значит, формула алкена С₅Н₁₀
ответ: С₅Н₁₀
