При взаимодействии 13,44 л смеси газообразного алкина с хлороводородом, взятых в объемном соотношении 1:2 , получен продукт массой 22,6 г. Определите молекулярную формулу алкина

Для решения задачи нужно воспользоваться основными законами химии, в частности законом сохранения массы и стехиометрией.

Шаг 1: Определение молекулярной формулы продукта реакции

Газообразный алкин $(C_nH_{2n-2})$ вступает в реакцию с хлороводородом $(HCl)$, образуя хлорпроизводное алкана:

Из условия известно, что объемное соотношение алкина и хлороводорода равно $1:2$. Это указывает, что на одну молекулу алкина приходится две молекулы хлороводорода, а значит, алкин имеет как минимум две тройные связи. Это делает его диен-алкином:

Продуктом реакции является дихлорпроизводное алкана.

Шаг 2: Вычисление количества вещества смеси

Объем смеси равен $13,44 \, \text{л}$. Газовые вещества находятся при одинаковых условиях (предполагается нормальные условия, при которых $1 \, \text{моль}$ газа занимает $22,4 \, \text{л}$). Рассчитаем общее количество молей газа в смеси:

По условию объемы алкина и хлороводорода относятся как $1:2$. Разделим смесь на составляющие:

Шаг 3: Определение массы продукта

Масса продукта дана в условии: $m_{\text{продукта}} = 22,6 \, \text{г}$. Согласно реакции, на $1 \, \text{моль}$ алкина образуется $1 \, \text{моль}$ дихлорпроизводного. Количество продукта равно количеству алкина:

Молярная масса продукта рассчитывается как:

Шаг 4: Определение молекулярной формулы алкина

Молекулярная масса продукта ($113 \, \text{г/моль}$) включает углерод, водород и хлор. Формула продукта — $C_nH_{2n}Cl_2$. Найдем значение $n$, зная состав молекулы:

Упростим выражение:

Алкин имеет формулу $C_3H_4$ (пропин).

Шаг 5: Проверка

Реакция пропина с двумя молекулами $HCl$ дает $C_3H_6Cl_2$, молярная масса которого:

Рассчеты совпадают. Формула алкина — $C_3H_4$.