При сжигание газа Х объемом 2,24 л получили 4,48 л углекислого газа и воды массой 6,6 г на горение было затрачено 6,72 л кислорода, определите молекулярную формулу

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи сначала найдем количество вещества каждого из реагентов:

Кислород (O2): V = 6,72 л
Используем уравнение состояния для идеального газа: n = V / Vm,
где Vm - молярный объем для идеального газа при н.у. (0 градусов Цельсия и 1 атмосфере давления) - 22,4 л/моль.
n(O2) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль

Углекислый газ (CO2) и вода (H2O):
С учетом закона сохранения массы, масса углерода (C) и водорода (H) в продуктах горения равна массе соответствующих элементов в реактанте (CHx):
m(CO2) = m(H2O) = 6,6 г
Это означает, что масса кислорода в продуктах равна сумме массы кислорода и газа х в реактанте:
m(O2) = m(CO2) + m(H2O) = 6,6 г
Для расчета можно пренебречь массой водорода, так как она мала в сравнении с другими веществами.
m(O2) = m = M n,
где m - эквивалентная масса газа х, M - молярная масса кислорода, n - количество вещества кислорода:
m = m / Mn = 6,6 г / (216 г/моль)*0,3 моль = 3,3 моль

Теперь найдем молекулярную формулу.

Пусть молекулярная формула газа Х имеет вид CxHyOz,
Тогда уравнение химической реакции горения будет выглядеть следующим образом:
CxHyOz + aO2 -> bCO2 + c*H2O
где a, b, и c - коэффициенты дополнительного усложнения реакции горения.

Молекулярная масса молекулы CxHyOz:
M(CxHyOz) = M(C) x + M(H) y + M(O) z
Учитывая массы углерода, водорода и кислорода в реактанте и продуктах горения, можем составить уравнение:
12x + 1y + 16z = 212 + 16 + 216 = 56
Подставляем найденные значения в уравнение:
12x + 1y + 16z = 56
12x + 1y + 163 = 56
12x + y + 48 = 56
12x + y = 8 (1)

Аналогично для количества водорода:
O2 -> 2CO2 + H2O
O = m / M n,
O = 6,6 / (216) = 0,20625 моль
Учитывая стехиометрию реакции:
y + 2 = 2 + c
y = c
количество водорода в продуктах = соответствующие массы и количество израсходованного кислорода и массы/молярной массы вещества на реакцию:
m = mn = 6,6 / (2160,3) = 0,206 моль
Таким образом y = c = 0

Возвращаемся к уравнению (1):
12x + y = 8
12x = 8
x = 8/12 = 0,66
Итак, молекулярная формула газа Х - C2H8O2.