При сгорании 11.2 л газообразного углеводорода образовалось 33.6 л углекислого газа и 17.0 г воды. Вычислите молекулярную формулу углеводорода. Ответ должен получиться (C3H4)

Для того чтобы вычислить молекулярную формулу углеводорода, давайте пройдем шаг за шагом через весь процесс.

1. Напишем уравнение реакции горения

Когда углеводород сгорает, он реагирует с кислородом, образуя углекислый газ (CO₂) и воду (H₂O):

2. Используем данные о продуктах сгорания

Из условия задачи известно:

• Газообразный углеводород объемом 11.2 литра.
• Образовалось 33.6 литра углекислого газа (CO₂).
• Образовалось 17.0 г воды (H₂O).

Объем газа в одинаковых условиях температуры и давления пропорционален числу молекул, поэтому мы можем использовать объемные отношения для углеводорода и углекислого газа.

3. Применяем закон объемных отношений

Из закона объемных отношений при одинаковых температуре и давлении объемы газов в реакции находятся в простых числовых отношениях. Сравнив объем углекислого газа и углеводорода:

• Объем углеводорода (CₓHᵧ) = 11.2 л
• Объем углекислого газа (CO₂) = 33.6 л

При сгорании 1 моля углеводорода получается 1 моль углекислого газа, то есть объем CO₂ будет в 3 раза больше объема исходного углеводорода. Это соотношение (1:3) указывает на то, что углеводород состоит из 3 атомов углерода (C₃).

4. Анализируем образование воды

17.0 г воды (H₂O) — это количество вещества, образовавшееся при сгорании углеводорода. Вычислим, сколько молей воды образовалось:

Молекулярная масса воды = 18.0 г/моль.

Количество вещества воды:

Каждая молекула воды содержит 2 атома водорода, поэтому число молей водорода в воде:

5. Составляем уравнение с учетом водорода и углерода

У нас есть 1.888 моль водорода, и поскольку углеводород содержит только углерод и водород, это количество водорода должно соответствовать числу атомов водорода в молекуле углеводорода. Из этого мы можем сделать вывод, что в углеводороде 4 атома водорода, т.е. $y = 4$.

6. Заключение

Исходя из этого, молекулярная формула углеводорода будет $C_3H_4$.