Какова молекулярная формула вещества, если при сгорании порции ненасыщенного углеводорода объемом 89,6 дм³

Saveliy

4

Данная задача относится к химии и требует использования знаний охимических реакциях и молекулярных формулах. Давайте решим ее пошагово.

1. Сначала определим количество углерода в исходном углеводороде. По закону сохранения массы, количество углерода, выделившегося в виде углекислого газа, будет равным количеству углерода в исходном углеводороде.

2. Молярный объем идеального газа при нормальных условиях (н. у.) составляет 22,4 л/моль. Переведем объем углекислого газа в молях, разделив его на молярный объем:
\[n_{CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{22,4}\]

3. Количество воды, которое получается при сгорании углеводорода, также можно выразить в молях, используя молярную массу воды (18 г/моль):
\[n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}}\]

4. С учетом молекулярной формулы углеводорода CₙHₙ и того, что водяной пар образуется при сгорании, можем записать уравнение реакции сгорания:
\[CₙHₙ + \frac{3}{2}(n + 1)O₂ → nCO₂ + \frac{n + 2}{2}H₂O\]

5. Сравнивая коэффициенты углеводорода в уравнении реакции с количеством углерода, которое мы нашли в первом шаге, можно понять, что n = 2. Таким образом, молекулярная формула углеводорода равна C₂H₂.

6. Чтобы найти относительную молекулярную массу этого вещества, нужно сложить моларные массы углерода и водорода и умножить их на количество атомов соответствующих элементов в молекуле:
\[M = (2 \cdot M_C) + (2 \cdot M_H)\]

Где M_C и M_H - молярные массы углерода (12,01 г/моль) и водорода (1,01 г/моль) соответственно.

7. Рассчитаем относительную молекулярную массу:
\[M = (2 \cdot 12,01) + (2 \cdot 1,01)\]

8. Получаем, что относительная молекулярная масса этого вещества равна 26,04 г/моль.

9. Теперь рассмотрим вопрос о структурных изомерах. Изомеры - это вещества с одинаковым химическим составом, но различной структурой.

10. Для молекулы С₂H₂ существует два структурных изомера: этилен (H₂C=CH₂) и ацетилен (HC≡CH).

В итоге:

- Молекулярная формула углеводорода: C₂H₂
- Относительная молекулярная масса: 26,04 г/моль
- Существует два структурных изомера.