Определить химическую формулу углеводорода, имеющего относительную плотность по водороду, равную 8, если при сгорании углеводорода массой 1,6 грамм выделилось 0,1 моль диоксида углерода и 0,2 моль воды.
Решение задачи
Обозначим искомую формулу углеводорода как CхHуOz?, наличие кислорода под вопросом, так как в условии задачи не указано сгорание углеводорода кислород содержащего 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 при сгорании углеводорода массу диоксида углерода (CO2) и воды (H2O) по формуле, устанавливающей связь между массой и химическим количеством вещества:
Получаем:
m (CO2) = 0,1 ⋅ 44 = 4,4 (г),
m (H2O) = 0,2 ⋅ 18 = 3,6 (г).
Найдем массу углерода (Cх) в составе углеводорода (CхHуOz?) при сгорании углеводорода. Составим пропорцию:
в 44 г диоксид углерода (CO2) содержится 12 г углерода (C)
в 4,4 г диоксид углерода (CO2) содержится Cх г
Откуда:
Найдем массу водорода (Hу) в составе углеводорода (CхHуOz?) при сгорании углеводорода. Составим пропорцию:
в 18 г воды (H2O) содержится 2 г водорода (H)
в 3,6 г воды (H2O) содержится Hу г
Откуда:
Рассчитаем массу углеводорода (CхHуOz?):
m (CхHуOz?)= 1,2 + 0,4 = 1,6 (г), что соответствует условию задачи.
Следовательно, искомая 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 1 : 4, следовательно простейшая формула углеводорода – CH4. Сгорание углеводорода. Молярная масса (CH4) равна:
M (C3H8) = 12 + 4 = 16 (г/моль).
Найдем относительную молярную массу углеводорода (CH4), зная, плотность его паров по водороду (H2), по формуле:
Учитывая, что молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль, получаем:
M (CxHy) = 8 ∙ 2 = 16 (г/моль).
Найдем сколько раз молярная масса углеводорода (CxHy) ”вмещает” молярную массу (CH4):
M (CxHy)/ M (CH) = 16 / 16 = 1.
Следовательно, химическая формула углеводорода CH4 (метан). Сгорание углеводорода
Ответ:
химическая формула углеводорода CH4.
«Найдем при сгорании углеводорода массу диоксида углерода (CO2) и воды (H2O) по формуле, устанавливающей связь между массой и химическим количеством вещества:
формула нахождения массы через химическое количество
Получаем:
n (CO2) = 0,1 ⋅ 44 = 4,4 (г),
n (H2O) = 0,2 ⋅ 18 = 3,6 (г).»
Вот вы пишите в Решении: «Найдём… массу…», а находите n — количество вещества! Масса — это m (г)
Спасибо, Наталья! Опечатка исправлена, в задаче мы находим массу, а для нахождения химического количества вещества использовали бы формулу n=m/M.