Определите истинную формулу углеводорода, при сжигании 4,4 грамм которого получили 13,2 грамм  диоксида углерода (CO₂) и 7,2 грамм воды (H₂O). Относительная плотность по водороду (H₂) 22.

Решение задачи

Предлагаю, искомую формулу углеводорода обозначить CхHуOz^?, наличие кислорода под вопросом, так как в условии задачи не указано какой углеводород (кислород содержащий или нет).

Рассчитаем молярные массы интересующих нас веществ: диоксид углерода (CO₂), воды (H2O):

M (CO₂) = 12 + 2 ⋅ 16 = 44 (г/моль);

M (H2O) = 2 ⋅ 1 + 16 = 18 (г/моль).

Найдем массу углерода (Cх) в составе углеводорода (CхHуOz^?). Составим пропорцию:

в 44 г диоксид углерода (CO₂) содержится 12 г углерода (C)

в 13,2 г диоксид углерода (CO₂) содержится Cх г

Откуда:

Найдем массу водорода (Hу) в составе углеводорода (CхHуOz^?). Составим пропорцию:

в 18 г воды (H2O) содержится 2 г водорода (H)

в 7,2 г воды (H2O) содержится Hу г

Откуда:

Рассчитаем массу углеводорода (CхHуOz^?):

m (CхHуOz^?)= 3,6 + 0,8 = 4,4 (г), что соответствует условию задачи.

Следовательно, искомую формула углеводорода CхHу.

Исходя из отношения масс, найдем атомное отношение элементов. Для этого будем использовать формулу устанавливающую связь между химическим количеством вещества и массой:

Учитывая, что молярные массы углерода (C) и водорода (H) соответственно равны 12 г/моль и 1 г/моль, получаем:

Число атомов углерода (C) и водорода (H) относятся 3 : 8, следовательно простейшая формула углеводорода – C₃H₈.

Молярная масса (C₃H₈) равна:

M (C₃H₈) = 3 ⋅ 12 + 8 = 44  (г/моль).

Найдем относительную молярную массу углеводорода (C₃H₈), зная, что относительная плотность по водороду (H₂) равна 22, по формуле:

Учитывая, что молярная масса водорода (H₂) равна 2 г/моль, получаем:

M (CxHy) = 22 ∙ 2 = 44 (г/моль).

Найдем сколько раз молярная масса углеводорода (CxHy) ”вмещает”  молярную массу (C₃H₈):

M (CxHy)/ M (CH) = 44/44 = 1.

Следовательно, молекулярная формула углеводорода C₃H₈ (пропан).

Ответ:

молекулярная формула углеводорода C₃H₈.