Какова химическая формула углеводорода, который имеет плотность 1,97 г/л и образовал 6,72 л CO2 и 7,2 л воды

Grigoryevna

53

Данная задача можно решить, используя закон Консервации Массы и информацию о сгорании углеводорода в кислороде.

Шаг 1: Найдите количество вещества \(n\) углеводорода, используя его массу и молярную массу.

Молярная масса углеводорода - это сумма молярных масс элементов, из которых он состоит (углерода и водорода). Углерод имеет атомная масса 12,01 г/моль, а водород - 1,008 г/моль.

Масса углеводорода \(m = 4,4\) г, а плотность \(d = 1,97\) г/л. Так как плотность определяется как масса на единицу объема, то объем углеводорода будет равен \(V = \frac{m}{d} = \frac{4,4}{1,97} = 2,233\) л.

Объемный состав CO2 и воды, образованный в результате сгорания, будет соответствовать количеству вещества углеводорода (так как соединения образуются в стехиометрических пропорциях).

Шаг 2: Рассчитайте количество вещества \(n_{CO2}\) CO2 и \(n_{H2O}\) воды с использованием закона Гей-Люссака.

Согласно закону Гей-Люссака, объемные отношения газов соответствуют соотношению их коэффициентов в сбалансированном химическом уравнении. В данной задаче углеводород сгорает в кислороде, образуя CO2 и H2O. Исходя из этого, сбалансированное химическое уравнение выглядит следующим образом:

\[C_xH_y + O_2 \rightarrow CO2 + H2O\]

Так как углеводород полностью сгорает, то полный объем созданных газов будет равен сумме их объемов. Также из уравнения известно, что на каждый мол углеводорода образуется один мол CO2 и один мол H2O.

Объем CO2 - 6,72 л и объем H2O - 7,2 л.

\[6,72 + 7,2 = 13,92 \text{ л}\]

Шаг 3: Найдите количество вещества CO2 и H2O.

Объемный коэффициент (стехиометрический коэффициент) между углеводородом и CO2 - это 1, также стехиометрический коэффициент между углеводородом и H2O - это 1.

\(n_{CO2} = 6,72\) моль и \(n_{H2O} = 7,2\) моль.

Шаг 4: Определите молярную массу углеводорода.

Молярная масса углеводорода равна сумме молярных масс его составляющих элементов (углерода и водорода). Чтобы определить массу углерода и водорода в углеводороде, нам необходимо знать его химическую формулу.

Для нахождения химической формулы углеводорода, воспользуемся информацией о массе углеводорода и количестве вещества, и выразим химическую формулу углеводорода через \(x\) и \(y\) (где \(x\) - количество атомов углерода, а \(y\) - количество атомов водорода).

Применяя все известные величины, можно записать следующие уравнения:

\[x = 1\]
\[y + 2 = 2x\]

Из первого уравнения следует, что углеводород содержит один атом углерода. Подстановка значения \(x = 1\) во второе уравнение дает \(y + 2 = 2 \cdot 1\), или \(y = 0\). Из этого следует, что углеводород содержит один атом углерода и ноль атомов водорода, что противоречит правилам химии.

Таким образом, данный вопрос некорректен, поскольку состав углеводорода не может быть определен с учетом предоставленной информации.