При сжигании газообразного углеводорода объемом 2,24л было получено оксида углерода 13,2 и 7,2г воды. Плотность газа по воздуху составляет 1,52 (н.у.). Выведите молекулярную формулу вещества газа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество вещества углерода, выраженное в молях, в оксиде углерода:
n(C) = m(C) / M(C),
где m(C) - масса углерода в оксиде углерода, а M(C) - молярная масса углерода.

m(C) = 13,2 г,
M(C) = 12 г/моль,
n(C) = 13,2 г / 12 г/моль = 1,1 моль углерода.

Так как оксид углерода является оксидом углерода II, то найдем количество вещества углерода в углеводороде (метане) с учетом стехиометрии реакции сгорания:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O.

n(C) (в углеводороде) = 1,1 моль * (2 моль CO2 / 1 моль CH4) = 2,2 моль углерода в углеводороде (метане).

Теперь определим количество вещества водорода в углеводороде:
n(H) = m(H) / M(H),
где m(H) - масса водорода в воде, а M(H) - молярная масса водорода.

m(H) = 7,2 г,
M(H) = 1 г/моль,
n(H) = 7,2 г / 1 г/моль = 7,2 моль водорода.

Из стехиометрии реакции сгорания видно, что соотношение между углеродом и водородом в метане равно 1:4. Таким образом, количество водорода в углеводороде равно 4 * 2,2 моль = 8,8 моль.

Молярная масса углерода равна 12 г/моль, молярная масса водорода равна 1 г/моль. Тогда молекулярная масса углеводорода будет равна:
M(CH4) = (4 * 1) + 12 = 16 + 12 = 28 г/моль.

Так как плотность газа по воздуху составляет 1,52, а атом углерода взят за 12 единиц, то:
1,52 = (28 / x),
x = 28 / 1,52 = 18,42.

Таким образом, молекулярная формула газа - CH4 (метан).