дано:
- объем углекислого газа (V(CO2)) = 3,36 дм3 = 3,36 л
- масса воды (m(H2O)) = 2,70 г
- молярный объем газа (при н. у.) = 22,4 л/моль
найти:
молекулярную формулу углеводорода CnHm.
решение:
1. Найдем количество молей углекислого газа:
n(CO2) = V(CO2) / Vm = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,15 моль
2. Из уравнения реакции сгорания углеводорода:
CnHm + (n + m/4) O2 → n CO2 + m/2 H2O
Согласно уравнению, каждый моль углекислого газа соответствует одному атому углерода в углеводороде. Таким образом, количество углерода:
n = n(CO2) = 0,15 моль
3. Теперь найдем количество молей воды:
m(H2O) = 2,70 г
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 2,70 г / 18 г/моль = 0,15 моль
Каждый моль воды соответствует двум атомам водорода, значит:
m = 2 * n(H2O) = 2 * 0,15 моль = 0,30 моль
4. На этом этапе мы имеем CnHm:
n = 0,15 и m = 0,30. Следовательно, в минимальных целых значениях:
C(1)H(2)
5. Определим молекулярную массу углеводорода:
M(C1H2) = 12 г/моль + 2 г/моль = 14 г/моль
6. Поскольку известно, что углеводород примерно в полтора раза тяжелее воздуха, то средняя молярная масса воздуха около 29 г/моль, следовательно:
M(углеводорода) ≈ 1.5 * 29 г/моль = 43,5 г/моль
7. Теперь находим отношение:
M(углеводорода) / M(группы C1H2) = 43,5 г/моль / 14 г/моль ≈ 3,107
Это означает, что нам нужно умножить формулу C1H2 на 3:
C(3)H(6)
ответ:
молекулярная формула углеводорода: C3H6.