Какова молекулярная формула газообразного углеводорода, сгоревшего массой 9,86 г и образовавшего массу углекислого газа

Ирина

35

Чтобы определить молекулярную формулу углеводорода, нам нужно провести несколько простых шагов.

Во-первых, мы можем использовать данные о массе углеводорода и массе углекислого газа, чтобы выяснить, сколько углеводорода и углекислого газа присутствует в данной реакции.

Масса углеводорода, сгоревшего, равна 9,86 г, а масса образовавшегося углекислого газа составляет 29,92 г.

Во-вторых, мы можем использовать данные о плотности углеводорода при нормальных условиях (2,59 г/дм3), чтобы перевести массу углеводорода в его объем.

Масса углеводорода равна 9,86 г. Давайте посчитаем его объем с помощью плотности:

\[В = \dfrac{масса}{плотность} = \dfrac{9,86 г}{2,59 г/дм^3} \approx 3,8 дм^3\]

Теперь, имея объем углеводорода, мы можем использовать стехиометрические соотношения, чтобы определить, какие молекулы углеводорода составляют этот объем.

Поскольку молекулярная масса углеводорода должна составлять верное соотношение с массой углекислого газа, мы можем сравнить соотношение и определить, какую молекулярную формулу имеет углеводород.

Масса углеводорода: М = 9,86 г
Масса углекислого газа: М = 29,92 г
Объем углеводорода: V = 3,8 дм^3

Стехиометрическое соотношение для сгорания углеводорода:

\[C_nH_2n + (3n + (n+1)/2)O_2 \rightarrow nCO_2 + (n + 1)H_2O\]

Отсюда следует, что каждая молекула углеводорода горит и образует одну молекулу углекислого газа и одну молекулу воды:

\[C_nH_2n + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O\]

Теперь мы можем определить, сколько молекул углекислого газа и воды образуется при горении углеводорода массой 9,86 г.

Молярная масса углеводорода (C_nH_2n) равна 12,01 г/моль + 1,01 г/моль = 13,02 г/моль.

Молярная масса углекислого газа (CO_2) равна 12,01 г/моль + 2 * 16,00 г/моль = 44,01 г/моль.

Пусть X обозначает количество молекул углеводорода (C_nH_2n).

Тогда масса углекислого газа (CO_2) составляет:

\[Масса\ CO_2 = X * (44,01 г/моль)\]

У нас есть два соотношения:

\[Масса\ CO_2 = 29,92 г\]
\[Масса\ H_2O = X * [(n + 1) * (1,01 г/моль)]\]

Теперь, заменим \(Масса\ CO_2\) в первом уравнении и \(Масса\ H_2O\) во втором уравнении на их выражения через X:

\[X * (44,01 г/моль) = 29,92 г\]
\[X * [(n + 1) * (1,01 г/моль)] = Масса\ H_2O\]

Мы знаем, что \(Масса\ H_2O = 2,59 г/дм^3 * 3,8 дм^3 = 9,842 г\) (с помощью плотности) и Х = 9,86 г / 13,02 г/моль. Подставим эти значения:

\[\dfrac{9,86 г}{13,02 г/моль} * (44,01 г/моль) = 29,92 г\]
\[(9,86/13,02) * 1,01(n + 1) = 9,842\]

Решив это уравнение, мы найдем \(n + 1 = 9,867\) и, следовательно, \(n = 8,867\).


Мы получаем число около 8,867, что говорит нам о том, что молекулярная формула углеводорода должна быть приблизительно C8H17.

Таким образом, молекулярная формула газообразного углеводорода, сгоревшего и образовавшего массы 9,86 г и 29,92 г соответственно, с плотностью 2,59 г/дм^3 при нормальных условиях составляет C8H17.