При полном сгорании циклического углеводорода образовался оксид углерода (IV) массой 3,52 г и вода массой 1,44 г. Относительная плотность этого углеводорода по воздуху равна 1,448. Найдите молекулярную формулу углеводорода

Для определения молекулярной формулы углеводорода, исходя из данных о продуктах его сгорания и относительной плотности по воздуху, нам необходимо последовательно выполнить несколько шагов:

1. Определение количества молей CO₂ и H₂O:

   • Молярная масса CO₂ = 44 г/моль.
   • Молярная масса H₂O = 18 г/моль.
   • Количество молей CO₂ = масса CO₂ / молярная масса CO₂.
   • Количество молей H₂O = масса H₂O / молярная масса H₂O.

2. Определение количества атомов углерода и водорода в исходном углеводороде:

   • Каждая молекула CO₂ содержит 1 атом углерода, поэтому количество молей углерода в углеводороде равно количеству молей CO₂.
   • Каждая молекула H₂O содержит 2 атома водорода, поэтому количество молей водорода в углеводороде равно двойному количеству молей H₂O.

3. Определение молекулярной массы углеводорода:

   • Относительная плотность углеводорода по воздуху = 1,448.
   • Молярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль.
   • Молекулярная масса углеводорода = относительная плотность × молярная масса воздуха.

4. Определение молекулярной формулы углеводорода:

   • Используя молекулярную массу углеводорода и количество атомов углерода и водорода, можно определить простейшую формулу углеводорода.
   • Если молекулярная масса, полученная на основе простейшей формулы, меньше найденной молекулярной массы, то молекулярная формула будет кратна простейшей формуле.

Теперь выполним эти расчеты.

Итак, на основе расчетов:

• Количество молей CO₂: 0.08 моль
• Количество молей H₂O: 0.08 моль
• Количество молей углерода в углеводороде: 0.08 моль
• Количество молей водорода в углеводороде: 0.16 моль
• Молекулярная масса углеводорода: 41.992 г/моль

Из соотношения молей углерода и водорода (0.08 к 0.16) мы видим, что на каждый атом углерода приходится два атома водорода. Это предполагает простейшую формулу CH₂. Однако молярная масса CH₂ составляет всего 14 г/моль, что значительно меньше рассчитанной молекулярной массы углеводорода 41.992 г/моль.

Чтобы определить молекулярную формулу, нужно умножить простейшую формулу CH₂ на такой множитель, чтобы приблизиться к рассчитанной молекулярной массе. Попробуем найти этот множитель. ​​

На основе расчетов, молекулярная формула углеводорода - C₃H₆. Это соответствует молекулярной массе 42 г/моль, что близко к рассчитанной молекулярной массе 41.992 г/моль. Таким образом, исходя из данных о продуктах сгорания и относительной плотности по воздуху, можно сделать вывод, что молекулярная формула исследуемого циклического углеводорода - C₃H₆. ​​