При полном сжигании углеводорода, плотность которого по водороду 39, образуется 4,4 г углекислого газа и 0,9 г воды. Определите формулу вещества и назовите его

Цель: понять

Дано:

• Полное сгорание углеводорода, плотность по водороду равна 39.
• При сгорании образуется 4,4 г CO2 и 0,9 г H2O.

1. Определение молярной массы углеводорода Плотность по водороду (относительная плотность к H2) равна 39. Молекулярная масса водорода H2 = 2 г/моль. M(углеводорода) = 39 × 2 = 78 г/моль.

2. Образование CO2 и H2O при полном сгорании Пусть формула углеводорода — CxHy. Уравнение сгорания: CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O.

Количество моль CO2 равно количеству моль углерода в исходной молекуле, а количество моль H2O равно y/2 умножить на количество молей исходного вещества.

Из данных:

• m(CO2) = 4,4 г → n(CO2) = 4,4 / 44 ≈ 0,1000 моль
• m(H2O) = 0,9 г → n(H2O) = 0,9 / 18 ≈ 0,0500 моль

Соотношение по мольам: n(CO2) : n(H2O) = 0,1000 : 0,0500 = 2 : 1.

По формулам сгорания: n(CO2) : n(H2O) = x : (y/2).

Получаем: x : (y/2) = 2 : 1 ⇒ x = y.

3. Определение конкретной формулы Молекулярная масса углеводорода: M = 12x + y. Из условия x = y подставляем в M = 78: 12x + x = 78 ⇒ 13x = 78 ⇒ x = 6, y = 6.

Следовательно, формула вещества: C6H6.

4. Название C6H6 называется бензол (бензол, бензолная кольцевая структура).

Дополнительно:

• Можно проверить массу вещества, сгоревшего: mугл = nугл × M = (n(CO2)/x) = 0,1000/6 ≈ 0,0167 моль исходного вещества; m = 0,0167 × 78 ≈ 1,30 г, что согласуется с данными.

Ответ: Формула: C6H6. Название: бензол.