Алкин массой 96,3 г сожгли в избытке кислорода. Образовавшийся углекислый газ смешали с гелием объемом 336 дм3 (н. у.). Молярная масса полученной смеси составила 17 г/моль. Определите молекулярную формулу алкина
от

1 Ответ

дано:  
- масса алкина m_алкин = 96,3 г = 0,0963 кг  
- объем гелия V_гелий = 336 дм3 = 0,336 м3  
- молярная масса смеси M_смесь = 17 г/моль  

найти:  
- молекулярную формулу алкина CnH2n-2  

решение:  
1. Сначала определим количество вещества гелия:

n_гелий = V_гелий / VM_гелий  
где VM_гелий = 22,4 л/моль = 0,0224 м3/моль.

n_гелий = 336 дм3 / 22,4 дм3/моль = 15 моль.

2. Теперь, поскольку углекислый газ и гелий образуют смесь, найдем общее количество вещества в смеси.

Обозначим количество вещества углекислого газа как n_CO2.

Общая масса смеси рассчитывается по формуле:

m_смешанная = n_CO2 * M_CO2 + n_гелий * M_гелий.

Молярная масса углекислого газа M_CO2 = 44 г/моль. Молярная масса гелия M_гелий = 4 г/моль.

Подставим известные величины:

m_смешанная = n_CO2 * 44 + 15 * 4.

Также известно, что молярная масса полученной смеси равна 17 г/моль:

M_смесь = m_смешанная / (n_CO2 + n_гелий).

Теперь выразим n_CO2 из уравнения:

17 = (n_CO2 * 44 + 15 * 4) / (n_CO2 + 15).

Умножим обе части на (n_CO2 + 15):

17(n_CO2 + 15) = n_CO2 * 44 + 60.

Раскроем скобки:

17n_CO2 + 255 = 44n_CO2 + 60.

Переносим все n_CO2 в одну сторону:

255 - 60 = 44n_CO2 - 17n_CO2.

195 = 27n_CO2.

Таким образом:

n_CO2 = 195 / 27 ≈ 7,22 моль.

3. Теперь находим общее количество вещества алкина, которое сгорело. Так как при сгорании алкина образуется 1 моль углекислого газа на 1 моль алкина:

n_алкин = n_CO2 ≈ 7,22 моль.

4. Теперь мы можем найти молярную массу алкина.

Масса алкина равна:

m_алкин = n_алкин * M_алкин.

Зная массу алкина, находим:

M_алкин = m_алкин / n_алкин = 96,3 г / 7,22 моль ≈ 13,36 г/моль.

5. Теперь определим n в формуле алкина CnH2n-2.

Рассчитаем молекулярную массу alkena:

M_алкин = 12n + (2n - 2) = 14n - 2.

Приравниваем к найденной молярной массе:

14n - 2 = 13,36.

14n = 15,36.

n ≈ 1,09.

Поскольку n должно быть целым числом, округляем до ближайшего целого числа n = 1.

6. Следовательно, молекулярная формула алкина:

C1H0 = CH.

ответ:  
Молекулярная формула алкина — C2H2 (этин или ацетилен).
от