Навеску 15,9 гр углеводорода, являющегося гомологом бензола, сожгли в избытке кислорода и получили при этом 26,88 л (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу углеводорода и запишите структурные формулы его изомеров.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество молей углеводорода, сожженного при реакции:

15,9 г / 78,11 г/моль = 0,204 моль

Так как углеводород сгорает в присутствии кислорода и образует углекислый газ, соотношение между объемами газов равно 1:1. Таким образом, 0,204 моль углеводорода образует 26,88 л углекислого газа.

Из уравнения PV = nRT следует, что V = nRT/P, где R - универсальная газовая постоянная, равная 0,0821 (латм)/(Kмоль), T - температура в Кельвинах, P - давление в атмосферах.

Так как мы работаем при нормальных условиях, то температура равна 273 K, а давление - 1 атм.

V = 0,204 моль 0,0821 (латм)/(Kмоль) 273 K / 1 атм = 4,702 л

Таким образом, полученный объем углекислого газа при сгорании углеводорода составляет 4,702 л, что значительно меньше фактического экспериментального значения 26,88 л.

Учитывая это, можем предположить, что был выбран неверный гомолог бензола для данной задачи. В условии сказано, что углеводород является гомологом бензола, поэтому мы исходим из того, что количественное содержание атомов углерода и водорода в молекулах углеводорода равно количеству атомов углерода и водорода в молекуле бензола - 6 атомов углерода и 6 атомов водорода.

Молекулярная формула углеводорода будет C6H6, что соответствует формуле бензола.

Изомерами бензола являются двенадцать различных вариантов соединений:

БензолТолуол (метилбензол)О-ксилол (1,2-диметилбензол)М-ксилол (1,3-диметилбензол)П-ксилол (1,4-диметилбензол)Этилбензол (фенилметан)Н-бутилбензол (1-фенилбутан)Изопропилбензол (2-фенилпропан)Сек-бутилбензол (3-фенилбутан)1,2-Диэтилбензол1,3-Диэтилбензол1,4-Диэтилбензол