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:

$$В={\displaystyle \frac{масса}{плотность}}={\displaystyle \frac{9,86г}{2,59г/д{м}^3}}\approx 3,8д{м}^3$$

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:

$$C_n{H}_{2}n+(3n+(n+1)/2)O_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$$

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

$$C_n{H}_{2}n+O_2\to C{O}_2+H_{2}O$$

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:

$$МассаC{O}_2=X\ast (44,01г/моль)$$

У нас есть два соотношения:

$$МассаC{O}_2=29,92г$$
$$МассаH_{2}O=X\ast [(n+1)\ast (1,01г/моль)]$$

Теперь, заменим $МассаC{O}_2$ в первом уравнении и $МассаH_{2}O$ во втором уравнении на их выражения через X:

$$X\ast (44,01г/моль)=29,92г$$
$$X\ast [(n+1)\ast (1,01г/моль)]=МассаH_{2}O$$

Мы знаем, что $МассаH_{2}O=2,59г/д{м}^3\ast 3,8д{м}^3=9,842г$ (с помощью плотности) и Х = 9,86 г / 13,02 г/моль. Подставим эти значения:

$${\displaystyle \frac{9,86г}{13,02г/моль}}\ast (44,01г/моль)=29,92г$$
$$(9,86/13,02)\ast 1,01(n+1)=9,842$$

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.