Какая молекулярная формула углеводорода, когда 13,5 г сгорают, и результатом являются 13,5 г углекислого газа и 13,5

Solnechnyy_Podryvnik

55

Для решения этой задачи мы должны определить молекулярную формулу углеводорода на основе данных о его сгорании.

Итак, нам дано, что при сгорании 13,5 г углеводорода образуется 13,5 г углекислого газа (CO2) и 13,5 г воды (H2O).

Для начала определим количество вещества углекислого газа и воды. Используя молярные массы С (углерод) - 12 г/моль, О (кислород) - 16 г/моль и H (водород) - 1 г/моль, вычислим количество вещества каждого продукта сгорания.

Количество вещества углекислого газа:
n(CO2) = масса(CO2) / молярная масса(CO2)
n(CO2) = 13,5 г / (12 г/моль + 2 * 16 г/моль)
n(CO2) = 13,5 г / 44 г/моль
n(CO2) ≈ 0,306 моль

Количество вещества воды:
n(H2O) = масса(H2O) / молярная масса(H2O)
n(H2O) = 13,5 г / (2 * 1 г/моль + 16 г/моль)
n(H2O) = 13,5 г / 18 г/моль
n(H2O) ≈ 0,75 моль

Теперь мы можем определить количество вещества углеводорода до его сгорания. Поскольку молярные соотношения в уравнении сгорания должны быть сбалансированы, мы можем использовать формулу эмпирической молекулярной массы для вычисления молекулярной формулы углеводорода.

Пусть эмпирическая формула углеводорода будет CxHy. В данном случае мы можем сказать, что количество углерода равно n(CO2), потому что каждый молекула углеводорода дает одну молекулу CO2. Тогда количество водорода будет равно n(H2O), так как каждая молекула углеводорода дает столько же молекул H2O.

Итак, имеем:
C = 0,306 моль
H = 0,75 моль

Теперь мы должны найти отношение между атомами углерода и водорода в молекуле. Для этого нам нужно разделить количество атомов водорода на количество атомов углерода.

Отношение H/C = (0,75 моль) / (0,306 моль) ≈ 2,45

Так как отношение не является целым числом, мы можем умножить его на такое число, чтобы получить целое отношение между атомами углерода и водорода. В данном случае мы можем умножить отношение на 2, чтобы получить целочисленные коэффициенты.

Теперь у нас есть эмпирическая формула: C2H5

Однако нам необходимо узнать, является ли это истинной молекулярной формулой. Для этого мы можем вычислить молекулярную массу этой формулы и сравнить ее с молекулярной массой, полученной из данных о сгорании.

Молекулярная масса C2H5:
М(C2H5) = 2 * М(C) + 5 * М(H)
М(C2H5) = 2 * 12 г/моль + 5 * 1 г/моль
М(C2H5) = 29 г/моль

Молекулярная масса, полученная из данных о сгорании:
Мобр = масса / количество вещества
Мобр = 13,5 г / (0,306 моль + 0,75 моль)
Мобр = 13,5 г / 1,056 моль
Мобр ≈ 12,8 г/моль

Молекулярная масса C2H5 ≈ Мобр, что говорит о том, что эмпирическая формула C2H5 является молекулярной формулой углеводорода в данной задаче.

В итоге, молекулярная формула углеводорода в данной задаче будет C2H5.