При сгорании неизвестного газообразного углеводорода массой 9г образовлся углекислый газ массой 26,4 г. определите молекулярную формулу углеводорода если его плотность при нормальных условиях составляет 1,34г/дм3

Для решения задачи начнем с применения закона сохранения массы и стехиометрии.

1. Определяем количество углекислого газа (CO₂), образовавшегося при сгорании углеводорода. Молярная масса углекислого газа равна: \[ M_{CO_2} = 12 \, (\text{C}) + 16 \cdot 2 \, (\text{O}) = 44 \, \text{г/моль} \]

   Теперь найдем количество молей углекислого газа: \[ n_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{26.4 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} \approx 0.6 \, \text{моль} \]

2. Определяем количество углерода в углеводороде. При сгорании углеводорода весь углерод превращается в углекислый газ. Значит, из 0.6 моль CO₂ можно сказать, что в углеводороде содержится 0.6 моль углерода: \[ n_C = n_{CO_2} = 0.6 \, \text{моль} \]

3. Определяем количество водорода. Для полного сгорания углеводорода (состав CₓHᵧ) должно быть верно следующее уравнение: \[ CₓHᵧ + O_2 \rightarrow x \, CO_2 + \frac{y}{2} \, H₂O \] Здесь количество кислорода будет зависеть от углерода и водорода, но нам не нужно находить его количество. Мы можем сосчитать водород, опираясь на массу углеводорода.

   Полная масса углеводорода: \[ m_{углеводорода} = 9 \, \text{г} \]

   Тогда, зная массу углерода: \[ m_C = n_C \cdot M_C = 0.6 \, \text{моль} \cdot 12 \, \text{г/моль} = 7.2 \, \text{г} \]

   Определим массу водорода в углеводороде: \[ m_H = m_{углеводорода} - m_C = 9 \, \text{г} - 7.2 \, \text{г} = 1.8 \, \text{г} \]

   Теперь найдем количество молей водорода: \[ n_H = \frac{m_H}{M_H} = \frac{1.8 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 1.8 \, \text{моль} \]

4. Находим соотношение между углеродом и водородом: Углерода (C): 0.6 моль
   Водорода (H): 1.8 моль

   Теперь вычислим отношение: \[ \frac{n_C}{n_C} : \frac{n_H}{n_C} = 1 : 3 \]

   Это указывает на то, что молекулярная формула углеводорода — C₁H₃ или просто C₃H₈.

5. Теперь определяем молекулярную формулу по плотности. Плотность углеводорода при нормальных условиях составляет 1.34 г/дм³. Плотность связана с молекулярной массой: \[ \text{Плотность} = \frac{M}{V_m} \] Где \( V_m \) — молярный объем при нормальных условиях (примерно 22.4 дм³/моль).

   Подставим известные значения: \[ 1.34 = \frac{M}{22.4} \] Решив это уравнение, мы получаем: \[ M = 1.34 \cdot 22.4 \approx 30 \, \text{г/моль} \]

   Сравним с полученной эмпирической формулой C₁H₃ (молярная масса = 12 + 3 = 15 г/моль). Найденная молекулярная масса (30 г/моль) соответствует формуле C₂H₆.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода — C₂H₆ (этан).