Какая молекулярная формула этого вещества при сгорании алкана, массой 4,4 г, когда образуется оксид углерода

Okean

45

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение горения алканов. Давайте разделим решение на несколько шагов:

Шаг 1: Найдем количество вещества углерода, содержащегося в оксиде углерода (IV), образовавшемся при сгорании алкана.
Для этого, воспользуемся уравнением горения алкана:
\(C_nH_{2n+2} + (3n+1/2)O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O\)
Из уравнения видно, что при сгорании одного моля алкана, образуется n молей \(CO_2\). Также, из уравнения следует, что количество атомов углерода в одном моле \(CO_2\) равно n. Таким образом, количество вещества углерода в оксиде углерода равно количеству молей \(CO_2\).

Тогда, количество вещества углерода можно найти по формуле:
\[
n(C) = \frac{V(CO_2)}{V_m(CO_2)}
\]
Где \(V(CO_2)\) - объем образовавшегося \(CO_2\) (в нашем случае 6,72 л), \(V_m(CO_2)\) - молярный объем \(CO_2\).

Шаг 2: Найдем количество вещества водорода, содержащегося в образовавшемся воде.
Аналогично шагу 1, количество вещества водорода можно найти по формуле:
\[
n(H_2) = \frac{V(H_2O)}{V_m(H_2O)}
\]
Где \(V(H_2O)\) - объем образовавшейся воды (в нашем случае 7,2 л), \(V_m(H_2O)\) - молярный объем воды.

Шаг 3: Найдем количество вещества углерода и водорода в исходном алкане.
Так как по молекулярной формуле алкана на каждый атом углерода приходится \(2n+2\) атома водорода, то количество вещества углерода и водорода можно связать следующим соотношением:
\[
n(H_2) = 2n(C)
\]

Шаг 4: Найдем молекулярную формулу алкана.
Молекулярная формула алкана может быть записана как \(C_nH_{2n+2}\). Примем \(n(C) = x\).
Тогда, используя полученное соотношение из шага 3, можно записать:
\[
\frac{n(H_2)}{2} = \frac{n(C)}{1}
\]
\[
\frac{V(H_2O)}{2V_m(H_2O)} = \frac{V(CO_2)}{V_m(CO_2)}
\]
\[
\frac{V(H_2O)}{2V_m(H_2O)} = \frac{V(CO_2)}{V_m(CO_2)}
\]
\[
\frac{7.2}{2 \times 22.4} = \frac{6.72}{22.4 \times x}
\]
Подставив значения и решив уравнение, мы найдем значение \(x\), которое будет соответствовать количеству углерода в алкане.

Шаг 5: Рассчитаем количество водорода в алкане.
Используя найденное значение \(x\), мы можем вычислить количество водорода:
\[
n(H_2) = 2 \times n(C)
\]
\[
n(H_2) = 2 \times x
\]

Шаг 6: Найдем молекулярную формулу алкана.
Подставив значения найденного \(x\) и \(n(H_2)\) в молекулярную формулу \(C_nH_{2n+2}\), мы получим молекулярную формулу алкана.

Пожалуйста, выполните вычисления самостоятельно и найдите молекулярную формулу алкана. Если у вас возникнут вопросы или потребуется дополнительное пояснение, с удовольствием помогу.