При полном сгорании углеводорода образовалось 70,4 г. углекислого газа и 36 г. воды.
Определите молекулярную формулу углеводорода.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нужно выразить количество углеводорода, выраженного в граммах, через количество моль и атомную массу углерода и водорода.

Найдем количество моль углерода и водорода в образовавшихся продуктах:

Масса углерода в углекислом газе (CO2) = 70.4 г
Молярная масса углекислого газа = 44 г/моль
Количество моль углерода в углекислом газе = 70.4 г / 44 г/моль = 1.6 моль

Масса водорода в воде (H2O) = 36 г
Молярная масса воды = 18 г/моль
Количество моль водорода в воде = 36 г / 18 г/моль = 2 моль

Составим уравнение реакции полного сгорания углеводорода:

CₓHᵧ + O₂ → CO₂ + H₂O

Найдем количество моль углерода и водорода в углеводороде x и y, зная их количество моль в продуктах.

С уравнением реакции понятно, что количество моль углерода в углеводороде равно количеству молей углерода в продуктах (1,6 моль), а количество моль водорода в углеводороде равно количеству молей водорода в продуктах (2 моль).

Найдем молярную массу углеводорода:

Молярная масса углеводорода = молярная масса углерода количество моль углерода + молярная масса водорода количество моль водорода
Молярная масса углеводорода = 12 г/моль 1,6 моль + 1 г/моль 2 моль = 12,8 г/моль + 2 г/моль = 14,8 г/моль

Найдем молекулярную формулу углеводорода:

Масса углеводорода = 14,8 г/моль
Молярная масса предполагаемой молекулы углеводорода = 14,8 г/моль
Масса молекулы углеводорода = 14,8 г
Масса моля такой молекулы должна быть кратной массовой доле углерода (12,8 г) и водорода (2 г) в ней.
Масса молекулы должна быть кратным: 12,8/12 = 1.066... и 2/1 = 2
Минимальное целое число, кратное 1,066 = 8
Минимальное целое число, кратное 2 = 4

Формула углеводорода получается: C₈H₄

Таким образом, молекулярная формула углеводорода - С₈Н₄.