Сколько атомов водорода содержится в молекуле углеводорода, если для полного сгорания 0,03 моль углеводорода

Полина

40

Для решения данной задачи, нам необходимо рассмотреть все элементы уравнения реакции полного сгорания углеводорода, а именно:
\(C_{n}H_{m} + \displaystyle\frac{n}{2}(O_{2})\rightarrow nCO_{2} + \displaystyle\frac{m}{2}H_{2}O\)

Из условия задачи мы знаем, что для полного сгорания 0,03 моль углеводорода потребовалось 4,368 дм3 кислорода. Так как объем и количество частиц газа связаны пропорционально при одинаковых условиях, мы можем сделать вывод, что для полного сгорания 0,03 моль углеводорода потребуется также 4,368 дм3 кислорода.

Далее, нам известно, что масса осадка, образованного после проведения реакции, составляет 12 г. Мы также знаем, что осадок образуется в результате реакции между углекислым газом (СО2) и гидроксидом кальция (Ca(OH)2). Исходя из этого, мы можем предположить, что весь углекислый газ, образовавшийся при сгорании углеводорода, прореагировал с гидроксидом кальция, образуя осадок массой 12 г.

Зная молярную массу гидроксида кальция (Ca(OH)2) и массу образовавшегося осадка (12 г), мы можем вычислить количество молей углекислого газа (СО2), которое образовалось в результате сгорания углеводорода.

Исходя из уравнения реакции полного сгорания углеводорода, мы видим, что каждая моль углеводорода (CnHm) образует n молей углекислого газа (СО2). Таким образом, если мы сможем вычислить количество молей углекислого газа (СО2), мы сможем определить количество молей углеводорода (CnHm) в нашей исходной задаче.

Итак, для начала, мы должны вычислить количество молей углекислого газа (СО2) по массе образовавшегося осадка. По таблице молярных масс элементов и соединений, молярная масса углекислого газа (СО2) равна 44 г/моль. Подставим данное значение в формулу:

\(n(CO_{2}) = \displaystyle\frac{m(Ca(OH)_{2})}{M(CO_{2})}\),

где \(n(CO_{2})\) - количество молей углекислого газа,
\(m(Ca(OH)_{2})\) - масса образовавшегося осадка,
\(M(CO_{2})\) - молярная масса углекислого газа.

Подставляя известные значения, получим:

\(n(CO_{2}) = \displaystyle\frac{12 г}{44 г/моль} \approx 0.27 моль\).

Теперь, зная количество молей углекислого газа (СО2), мы можем определить количество молей углеводорода (CnHm). Из уравнения реакции видно, что для каждых n молей углекислого газа (СО2) образуется одна моль углеводорода (CnHm). Таким образом, искомое количество молей углеводорода (CnHm) равно:

\(n(CnHm) = n(CO_{2}) \approx 0.27 моль\).

Наконец, чтобы найти количество атомов водорода в молекуле углеводорода, мы можем использовать соотношение в молекуле. Общая формула углеводородов - \(C_{n}H_{2n+2}\). Коэффициент перед H в формуле указывает на количество атомов водорода в молекуле. В данном случае, перед H в формуле углеводорода будет 2n+2.

Таким образом, количество атомов водорода в молекуле углеводорода равно:

\(n(H) = 2n + 2 = 2 \cdot 0.27 + 2 \approx 2.54\) моль.

Округляя до ближайшего целого числа, получим, что в молекуле углеводорода содержится примерно 3 атома водорода.