Для решения данной задачи нам потребуется использовать химические уравнения реакций сгорания углеводородов и плотность паров вещества по водороду.
Дано:
Масса углеводорода (CnHm) = 16,8 г
Масса СО2 = 52,8 г
Относительная плотность паров углеводорода по водороду = 42
Химическое уравнение реакции сгорания углеводорода:
CnHm + (n + m/4)O2 → nCO2 + m/2H2O
Из химического уравнения следует, что мольный коэффициент сгоревшего углеводорода (n) соответствует массе CO2, а мольный коэффициент воды (m/2) соответствует массе H2O.
1) Найдем количество молей CO2:
Молярная масса СО2 = 12,01 г/моль + 2 * 16,00 г/моль = 44,01 г/моль
Количество молей CO2 = масса СО2 / молярная масса СО2 = 52,8 г / 44,01 г/моль = 1,2 моль CO2
2) Найдем количество молей углеводорода:
n (коэффициент сгорания углеводорода) = количество молей CO2 = 1,2 моль
3) Найдем количество молей воды:
m/2 (коэффициент для воды) = количество молей CO2 * 2 = 1,2 моль * 2 = 2,4 моль H2O
4) Найдем относительную молекулярную массу углеводорода:
Молярная масса углеводорода = молярная масса СО2 / количество молей углеводорода = 44,01 г/моль / 1,2 моль = 36,675 г/моль
5) Найдем количество углерода и водорода в углеводороде:
Углерод:
Масса углерода = количество углерода в 1 моле углеводорода * количество молей углеводорода
Масса углерода = 12,01 г/моль * 1,2 моль = 14,41 г
Водород:
Масса водорода = количество водорода в 1 моле углеводорода * количество молей углеводорода
Масса водорода = 1,01 г/моль * 2,4 моль = 2,42 г
6) Найдем количество атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода:
Количество атомов углерода = масса углерода / массу 1 атома углерода = 14,41 г / 12,01 г/моль = 1,2 атома углерода
Количество атомов водорода = масса водорода / массу 1 атома водорода = 2,42 г / 1,01 г/моль = 2,4 атома водорода
7) Найдем наименьшие целые значения мольных коэффициентов для углерода и водорода, чтобы они были целыми числами:
Наименьший целый множитель для углерода = 5 (позволяет получить 6 атомов углерода)
Наименьший целый множитель для водорода = 2 (позволяет получить 4 атома водорода)
8) Составим формулу углеводорода:
C5H2
Таким образом, формула вещества, получившегося при сжигании углеводорода массой 16,8 г и образовавшего 52,8 г СО2, будет C5H2.