дано:
- масса углекислого газа (m(CO2)) в 2,173 раза больше массы воды (m(H2O)).
найти:
структурную формулу углеводорода.
решение:
1. Обозначим массу воды как m(H2O) и массу углекислого газа как m(CO2). Тогда:
m(CO2) = 2,173 * m(H2O).
2. По уравнению реакции сгорания углеводорода CxHy:
CxHy + O2 → xCO2 + y/2 H2O.
Количество углерода (x) в углеводороде равно количеству молей CO2 (m(CO2)/M(CO2)), а количество водорода (y) равно двойному количеству молей H2O (m(H2O)/M(H2O)).
3. Молярные массы:
M(CO2) = 44 г/моль,
M(H2O) = 18 г/моль.
4. Найдем соотношения между Co2 и H2O через общий коэффициент k:
m(CO2) = 2,173 * m(H2O)
Пусть m(H2O) = k, тогда m(CO2) = 2,173k.
5. Подставим в уравнение реакции:
n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 2,173k / 44,
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = k / 18.
6. Из уравнения реакции имеем:
x = n(CO2) = (2,173k / 44),
y = 2 * n(H2O) = 2 * (k / 18) = k / 9.
7. Установим соотношение x/y:
x/y = (2,173k / 44) / (k / 9) = (2,173 * 9) / 44.
Объединим:
(2,173 * 9) / 44 ≈ 0,443.
8. Для получения целых чисел умножим на 100, что дает:
C(4)H(9).
9. Теперь необходимо проверить, соответствует ли данное значение условиям задачи о монохлорировании. Углеводородом с такой формулой будет 2-метилпентан или другой изомер с той же формулой.
10. Поскольку получается один изомер, это может быть структурная формула 2-метилпентана, которая действительно имеет только один изомер при хлорировании:
Структурная формула:
CH3
|
CH3-CH-CH2-CH3
|
CH2Cl
ответ:
Структурная формула углеводорода — 2-метилпентан, что соответствует его формуле C5H12.