При сжигании газообразного углеводорода с плотностью по водороду 42 было получено 16,8 л оксида углерода (IV) (н.у.) и 13,5 г воды. Определите формулу углеводорода Решите
Допустим, формула искомого углеводорода равна CₙHₘ.
У нас есть два известных продукта сгорания газообразного углеводорода - оксид углерода (IV) (СО₂) и вода (Н₂О).
Далее, мы знаем, что объем углекислого газа, полученного при сжигании углеводорода, равен 16,8 л (нормальные условия) и 13,5 г воды.
Теперь давайте рассмотрим расчеты:
1) Расчет молекулярной массы оксида углерода (IV):
- Масса оксида углерода (IV) = объем × плотность = 16,8 л × 1,25 г/л = 21 г
- Молярная масса углерода = 12 г/моль
- Молярная масса оксигена = 16 г/моль
- Молярная масса СО₂ = масса C + масса O = 12 г + 2 × 16 г = 44 г/моль
2) Расчет количества молей СО₂:
- Количество молей СО₂ = масса СО₂ / молярная масса СО₂ = 21 г / 44 г/моль ≈ 0,477 моль
3) Расчет количества молей углерода в углеводороде:
- Количество молей углерода = количество молей СО₂ = 0,477 моль
4) Расчет количества молей воды:
- Количество молей воды = масса воды / молярная масса воды = 13,5 г / 18 г/моль = 0,75 моль
5) Расчет количества молей водорода в углеводороде:
- Количество молей водорода = 2 × количество молей воды = 2 × 0,75 моль = 1,5 моль
Теперь у нас есть количество молей углерода и водорода.
6) Расчет отношения количества атомов углерода к водороду (n/m):
- n/m = (количество молей углерода) / (количество молей водорода) = 0,477 моль / 1,5 моль ≈ 0,318
Однако, чтобы найти формулу углеводорода, нам нужно упростить это отношение и привести его к целым числам. Для этого, мы можем умножить n/m на такое число, чтобы привести его к наименьшему возможному натуральному отношению.
7) Упрощение отношения количества атомов углерода к водороду:
- Умножим n/m на 3: 0,318 × 3 = 0,954
- Умножим n/m на 4: 0,318 × 4 = 1,272
Теперь у нас есть два значения - 0,954 и 1,272. Нам нужно сравнить эти значения с наименьшим возможным натуральным числом и выбрать тот, который ближе к нему.
8) Сравнение и выбор наименьшего возможного натурального числа:
- Ближайшее целое число к 0,954 - это 1
- Ближайшее целое число к 1,272 - это 1
Следовательно, соотношение атомов углерода к водороду в углеводороде равно 1:1.
Итак, формула углеводорода будет C₁H₁. Она может быть записана просто как CH.
Таким образом, формула углеводорода, полученная в результате сжигания газообразного углеводорода, равна CH.
У нас есть два известных продукта сгорания газообразного углеводорода - оксид углерода (IV) (СО₂) и вода (Н₂О).
Далее, мы знаем, что объем углекислого газа, полученного при сжигании углеводорода, равен 16,8 л (нормальные условия) и 13,5 г воды.
Теперь давайте рассмотрим расчеты:
1) Расчет молекулярной массы оксида углерода (IV):
- Масса оксида углерода (IV) = объем × плотность = 16,8 л × 1,25 г/л = 21 г
- Молярная масса углерода = 12 г/моль
- Молярная масса оксигена = 16 г/моль
- Молярная масса СО₂ = масса C + масса O = 12 г + 2 × 16 г = 44 г/моль
2) Расчет количества молей СО₂:
- Количество молей СО₂ = масса СО₂ / молярная масса СО₂ = 21 г / 44 г/моль ≈ 0,477 моль
3) Расчет количества молей углерода в углеводороде:
- Количество молей углерода = количество молей СО₂ = 0,477 моль
4) Расчет количества молей воды:
- Количество молей воды = масса воды / молярная масса воды = 13,5 г / 18 г/моль = 0,75 моль
5) Расчет количества молей водорода в углеводороде:
- Количество молей водорода = 2 × количество молей воды = 2 × 0,75 моль = 1,5 моль
Теперь у нас есть количество молей углерода и водорода.
6) Расчет отношения количества атомов углерода к водороду (n/m):
- n/m = (количество молей углерода) / (количество молей водорода) = 0,477 моль / 1,5 моль ≈ 0,318
Однако, чтобы найти формулу углеводорода, нам нужно упростить это отношение и привести его к целым числам. Для этого, мы можем умножить n/m на такое число, чтобы привести его к наименьшему возможному натуральному отношению.
7) Упрощение отношения количества атомов углерода к водороду:
- Умножим n/m на 3: 0,318 × 3 = 0,954
- Умножим n/m на 4: 0,318 × 4 = 1,272
Теперь у нас есть два значения - 0,954 и 1,272. Нам нужно сравнить эти значения с наименьшим возможным натуральным числом и выбрать тот, который ближе к нему.
8) Сравнение и выбор наименьшего возможного натурального числа:
- Ближайшее целое число к 0,954 - это 1
- Ближайшее целое число к 1,272 - это 1
Следовательно, соотношение атомов углерода к водороду в углеводороде равно 1:1.
Итак, формула углеводорода будет C₁H₁. Она может быть записана просто как CH.
Таким образом, формула углеводорода, полученная в результате сжигания газообразного углеводорода, равна CH.