Чтобы решить задачу, давайте начнем с того, что мы имеем. У нас есть газообразный углеводород, который сжигается, кроме того, мы знаем количество полученного диоксида углерода (CO2) и количества воды (H2O).
Шаг 1: Найдем количество вещества CO2 и H2O
Чтобы найти количество вещества, воспользуемся формулой: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( n \) — количество вещества, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса.
Для СО2:
- Объем: 8,4 л
- При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л.
Количество вещества CO2: \[ n_{\text{CO2}} = \frac{8,4\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} = 0,375\, \text{моль} \]
Для H2O:
- Масса: 6,75 г
- Молярная масса H2O (H: 1 г/моль, O: 16 г/моль) составляет 18 г/моль.
Количество вещества H2O: \[ n_{\text{H2O}} = \frac{6,75\, \text{г}}{18\, \text{г/моль}} = 0,375\, \text{моль} \]
Шаг 2: Составим уравнение реакции
Предположим, что сжигание углеводорода (C\(_x\)H\(_y\)) можно описать уравнением: \[ C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \]
Таким образом, мы знаем, что:
- Из 0,375 моль CO2 получается 0,375 моль углерода (C).
- Из 0,375 моль H2O получается 0,375 * 2 = 0,75 моль водорода (H).
Таким образом, у нас есть:
- Углерод: 0,375 моль
- Водород: 0,75 моль
Шаг 3: Определим формулу углеводорода
Углеводород можно записать как: \[ C_{0,375}H_{0,75} \]
Чтобы получить простую формулу, умножим эти коэффициенты на 8, получая: \[ C_3H_6 \]
Шаг 4: Рассчитаем малую молекулярную массу и плотность
Молярная масса C₃H₆:
- C (углерод): 12 г/моль
- H (водород): 1 г/моль
\[ M_{C_3H_6} = 3 \times 12 + 6 \times 1 = 36 + 6 = 42\, \text{г/моль} \]
Плотность по водороду (по формуле): \[ \text{Плотность} = \frac{M}{V} = \frac{молярная\, масса\, углеводорода}{22,4} \]
Плотность по водороду 21 (дано), значит: \[ 21 = \frac{42}{22,4} \]
Таким образом, у нас имеется углеводород с формулой C₃H₆ и сжигание осуществлено.