Какая молекулярная формула углеводорода, если для сжигания 21,5 г ароматического углеводорода потребовалось 51,52

Lev_1287

4

Данная задача связана с определением молекулярной формулы углеводорода и типом гибридизации атомов углерода в молекуле углеводорода.

Для начала, определим массу кислорода, необходимого для полного сжигания 21,5 г ароматического углеводорода. Для этого воспользуемся соотношением между массами реагирующих веществ и их стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции сжигания углеводорода:

\[
C_{x}H_{y} + \frac{{x + y/4}}{{4}}O_{2} \to xCO_{2} + \frac{{y}}{{2}}H_{2}O
\]

Из уравнения видно, что для сжигания одной молекулы углеводорода требуется x + y/4 молекул кислорода. Найдем количество молекул кислорода, соответствующее объему 51,52 л при нормальных условиях:

\[
\text{Молекулы кислорода} = \frac{{\text{объем} \times \text{стехиометрический коэффициент кислорода}}}{{\text{молярный объем при н.у.}}}
\]

Молярный объем при нормальных условиях составляет примерно 22,4 л/моль. Подставим значения:

\[
\text{Молекулы кислорода} = \frac{{51,52 \times 1}}{{22,4}} \approx 2,30
\]

Таким образом, для сжигания 21,5 г углеводорода понадобится около 2,30 молекулы кислорода.

Зная, что молекульная масса углеводорода равна сумме атомных масс углерода и водорода, а молекульная масса равна массе, выраженной в граммах, деленной на количество вещества в молекуле:

\[
\text{Молярная масса углеводорода} = \frac{{21,5 \text{ г}}}{2,30 \text{ моль}} = 9,35 \text{ г/моль}
\]

Обратимся теперь к типу гибридизации атомов углерода в молекуле углеводорода. Для определения гибридизации, нужно знать структуру конкретного углеводорода. В ароматическом углеводороде углеродные атомы могут образовывать плоскостные шестимерные кольца, где атомы углерода объединены двойными и одинарными связями.

В данном случае важно учесть, что ароматический углеводород содержит только углерод и водород. Таким образом, тип гибридизации каждого атома углерода в молекуле углеводорода будет \(sp^2\). Гибридизация \(sp^2\) позволяет атомам углерода образовывать трехэлектронные связи и быть плоскими структурами.