При сжигании 2,52 г углеводорода с относительной плотностью паров по водороду 42 образовалось 7,92 г углекислого газа

Дано:m (C(х)H(у)) = 2,52 гD H2 (C(х)H(у)) = 42m (CO2) = 7,92 гm (H2O) = 3,24 г

Найти:формула в-ва - ?

При решении данной задачи необходимо знать и уметь применить:

• методику работы с периодической системой Д. И. Менделеева;
• понятия \"количество вещества\", \"закон сохранения масс\", \"плотность по водороду\";
• провести расчеты, используя необходимые формулы.

Решение:

Количественное определение элементов в веществе

1) По условию задачи дан углеводород, значит вещество состоит только из C и H;

2) В задаче нам потребуются молярные массы CO2 и H2O. С помощью периодической системы Д. И. Менделеева произвести расчет, что численно будет равно молекулярным массам:Mr (CO2) = Ar (C) + Ar (O) * 2 = 12 + 16 * 2 = 44 г/моль;Mr (H2O) = Ar (H) * 2 + Ar (O) * 3 = 1 * 2 + 16 = 18 г/моль;

3) Найти количество вещества CO2 и H2O:n (CO2) = m (CO2) / Mr (CO2) = 7,92 / 44 = 0,18 моль;n (H2O) = m (H2O) / Mr (H2O) = 3,24 / 18 = 0,18 моль;

4) Рассчитать количество вещества C и H в CO2 и H2O (по определению):n (C в CO2) = n (CO2) = 0,18 моль;n (H в H2O) = n (H2O) * 2 = 0,18 * 2 = 0,36 моль;

5) Найти количество вещества C и H в C(х)H(у) (по закону сохранения масс):n (C в C(х)H(у)) = n (C в CO2) = 0,18 моль;n (H в C(х)H(у)) = n (H в H2O) = 0,36 моль;

Выведение формулы неизвестного вещества

6) Исходя из определения \"количество вещества\", можно вывести формулу неизвестного вещества C(х)H(у). То есть соотношение стехиометрических коэффициентов элементов (х, у) прямо пропорционально соотношению найденному их значению количество вещества:х : у = n (C) : n (H) = 0,18 : 0,36;Необходимо все значения разделить на минимальное из них (0,18):х : у = 1 : 2;

7) Таким образом, получена простейшая формула неизвестного вещества - CH2. Такое вещество не существует. По условию нам дана плотность неизвестного вещества по водороду. Вычислить молярную массу неизвестного вещества:Mr (в-ва) = D H2 (C(х)H(у)) * Mr (H2) = 42 * 2 = 84 г/моль;

8) Найти молярную массу простейшей формулы неизвестного вещества - CH2:Mr (CH2) = Ar (C) + Ar (H) * 2 = 12 + 1 * 2 = 14 г/моль;

9) Определить соотношение между найденными молярными массами:Mr (в-ва) : Mr (CH2) = 84 : 14 = 6 : 1;

10) Так как Mr (в-ва) в 6 раза больше, чем Mr (CH2), то и количество каждого элемента в молекуле в 6 раза больше. Следовательно, формула неизвестного вещества:C6H12 - циклогексан.

Ответ: Формула неизвестного вещества - C6H12 - циклогексан.

Решение: 1. Составим уравнение реакции, в котором x – число атомов углерода, y – число атомов водорода. Некоторые коэффициенты будут в виде выражений:CxHy + (x + y/4)O2 = xCO2 + (y/2)H2O; 2. Найдём молекулярную массу неизвестного углеводорода:2 * 42 = 84 г/моль; 3. Найдём количество вещества у неизвестного углеводорода:2,52 / 84 = 0,03 моль; 4. Найдём количество вещества у углекислого газа:7,92 / 44 = 0,18 моль; 5. Составим пропорцию и найдём значение x:0,03 / 1 = 0,18 / x;0,03x = 0,18;x = 0,18 / 0,03x = 6; 6. Найдём количество вещества у воды:3,24 / 18 = 0,18 моль; 7. Составим пропорцию и найдём значение y:0,03 / 1 = 0,18 / (y/2);0,03 = 0,36 / y;y = 0,36 / 0,03;y = 12; 8. Неизвестный углеводород имеет химическую формулу C6H12. Это гексен. Его молекулярная масса равна 84, что соответствует расчёту во втором действии.Ответ: молекулярная формула углеводорода C6H12.