Какая молекулярная формула углеводорода, при сгорании которого массой 10,32 г образуется углекислый газ объемом 16,128

Тема вопроса: Молекулярные формулы углеводородов

Инструкция:
Углеводороды - это органические соединения, состоящие из углерода (C) и водорода (H). В данной задаче рассматривается сгорание углеводорода, при котором образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O).

Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение состояния идеального газа. Масса углекислого газа и воды, образующаяся при сгорании углеводорода, известны. Необходимо найти молекулярную формулу углеводорода и составить формулы изомеров, соответствующих этой формуле.

Давайте решим задачу по шагам:

Шаг 1: Найдем количество вещества углекислого газа при нормальных условиях (н.у.). Используем уравнение состояния идеального газа:
n(CO2) = V/ V_мн.
где n(CO2) - количество вещества углекислого газа, V - объем газа при нормальных условиях, V_мн. - молярный объем газа при нормальных условиях.

n(CO2) = 16,128 л / 22,4 л/моль = 0,721 моль

Шаг 2: Найдем количество вещества воды:
n(H2O) = m/ M(H2O)
где n(H2O) - количество вещества воды, m - масса воды, M(H2O) - молярная масса воды.

n(H2O) = 15,12 г / 18 г/моль = 0,84 моль

Шаг 3: Рассмотрим массовую составляющую каждого элемента в молекуле углеводорода:
Массовая доля углерода (C):
m(C) = n(C) * M(C) = n(C) * 12 г/моль
m(H) = n(H) * M(H) = n(H) * 1 г/моль

Шаг 4: Для массы углерода есть два возможных варианта:
1. 2 моль водорода на 1 моль углерода:
n(C) = m(H) / (2 * M(H)) = 0,84 моль / (2 * 1 г/моль) = 0,42 моль
Таким образом, формула углеводорода будет CH2.

2. 3 моля водорода на 1 моль углерода:
n(C) = m(H) / (3 * M(H)) = 0,84 моль / (3 * 1 г/моль) = 0,28 моль
Таким образом, формула углеводорода будет CH3.

Шаг 5: Составим формулы изомеров для каждой молекулярной формулы:

Формула изомера с формулой CH2: CH2, C2H4, C3H6 и т.д.
Формула изомера с формулой CH3: CH3, C2H6, C3H8 и т.д.

Шаг 6: Дадим названия изомерам:
CH2 - Метан
C2H4 - Этен
C3H6 - Пропен
CH3 - Метил
C2H6 - Этан
C3H8 - Пропан

Демонстрация:
Задача: Найдите молекулярную формулу и название углеводорода, если при сгорании его образуется 22,4 л углекислого газа (н.у.) и 18 г воды.

Решение:
1. Найдем количество вещества углекислого газа: n(CO2) = 22,4 л / 22,4 л/моль = 1 моль
2. Найдем количество вещества воды: n(H2O) = 18 г / 18 г/моль = 1 моль
3. Рассмотрим массовую составляющую каждого элемента в молекуле углеводорода:
а) При соотношении 2 моль водорода на 1 моль углерода, формула будет CH2.
б) При соотношении 3 моля водорода на 1 моль углерода, формула будет CH3.
4. Составим формулы изомеров для каждой молекулярной формулы:
а) Изомеры для CH2: CH2, C2H4, C3H6 и т.д.
б) Изомеры для CH3: CH3, C2H6, C3H8 и т.д.
5. Дадим названия изомерам:
а) Чистый углеродный водород - Метан, Этен, Пропен и т.д.
б) Метиловый ряд - Метил, Этан, Пропан и т.д.

Совет:
Для лучшего понимания задачи, рекомендуется знать основные молекулярные формулы углеводородов и их названия. Также полезно знать уравнение состояния идеального газа и молярные массы элементов.

Упражнение:
Найдите молекулярную формулу и название углеводорода, если при сгорании его образуется 11,2 л углекислого газа (н.у.) и 36 г воды.