Яка формула цього вуглеводню, який утворився при спалюванні 5,6 літрів, при чому утворився вуглекислий газ об ємом 22,4

Sokol

62

Для решения данной задачи мы должны определить формулу вещества, которое образовалось при сжигании указанных объемов газов и выделении воды.

В начале рассмотрим баланс химического уравнения для реакции сжигания вуглеводорода:
\[ C_xH_y + zO_2 \rightarrow aCO_2 + bH_2O \]

Где:
- \( C_xH_y \) - формула вуглеводорода
- \( O_2 \) - молекулярный кислород
- \( CO_2 \) - углекислый газ
- \( H_2O \) - вода
- \( a \) и \( b \) - коэффициенты перед формулами продуктов реакции

Из условия задачи нам известны следующие данные:
- Объем \( CO_2 \) составляет 22,4 л (нормальные условия, н.у.)
- Объем \( H_2O \) составляет 22,5 г
- Объем вещества \( C_xH_y \), образовавшегося при сгорании, составляет 5,6 л

Мы будем решать данную задачу в несколько шагов:

Шаг 1: Определение количества веществ \( CO_2 \) и \( H_2O \) в молях.
Для этого воспользуемся уравнением идеального газа, которое позволяет связать объем, количества веществ и условия газа:
\[ V = n \cdot \frac{{RT}}{{P}} \]

Где:
- \( V \) - объем газа
- \( n \) - количество вещества (в молях)
- \( R \) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм / (моль * К))
- \( T \) - температура в градусах Кельвина
- \( P \) - давление газа в атмосферах

Учитывая, что объемы газов указаны в литрах (н.у.) и нормальные условия предполагают давление 1 атмосфера, мы можем переформулировать уравнение следующим образом:
\[ V = n \cdot \frac{{0,0821 \cdot 273}}{{1}} \]

Шаг 2: Определение количества веществ \( C_xH_y \) в молях.
Мы можем использовать тот факт, что объем вещества \( C_xH_y \) равен 5,6 л. Обратите внимание, что объем вещества измеряется в литрах, а не в литрах (н.у.), поэтому необходимо преобразовать единицы измерения в молях.

Шаг 3: Определение соотношения между количеством веществ \( C_xH_y \), \( CO_2 \) и \( H_2O \).
Для этого мы должны использовать коэффициенты \( a \) и \( b \) перед формулами продуктов реакции, чтобы выразить соотношение между количеством веществ \( CO_2 \) и \( H_2O \) и количеством веществ \( C_xH_y \):
\[ \frac{{a}}{{b}} = \frac{{n_{CO_2}}}{{n_{H_2O}}} = \frac{{m_{CO_2}}}{{m_{H_2O}}} \]

Шаг 4: Определение формулы вещества \( C_xH_y \).
Мы знаем, что масса вещества \( CO_2 \) равна 44 г/моль, а масса вещества \( H_2O \) равна 18 г/моль.
Таким образом, мы можем воспользоваться полученным соотношением, чтобы определить формулу вещества \( C_xH_y \).

Шаг 5: Рассчет формулы вещества \( C_xH_y \) и окончательный ответ.
Зная, что масса вещества \( CO_2 \) составляет 44 г/моль, а масса вещества \( H_2O \) составляет 18 г/моль, мы можем выразить соотношение количества веществ \( CO_2 \) и \( H_2O \) следующим образом:
\[ \frac{{m_{CO_2}}}{{m_{H_2O}}} = \frac{{22,4}}{{22,5}} \]

После решения данного уравнения получаем следующий результат:
\[ \frac{{a}}{{b}} = \frac{{22,4}}{{22,5}} \]

Сокращая дробь до простейшего вида, получаем:
\[ \frac{{a}}{{b}} = 1 \]

Это означает, что количество веществ \( CO_2 \) и \( H_2O \) равно друг другу.

Таким образом, формула вещества \( C_xH_y \) будет следующей:
\[ C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \]

Ответ: формула вещества, образовавшегося при сжигании указанного объема газов, - \( C_xH_y \), где \( x \) и \( y \) - неизвестные коэффициенты числа атомов углерода и водорода в молекуле вещества.