Опубликовано 03.01.2018 по предмету Химия от Гость

1)При сгорании 29 г некоторого углеводорода (его плотность по воздуху равна 2) образовалось 44,8 л (н.у.) углекислого газа и 45 г паров воды. Выведите молекулярную формулу углеводорода. Составьте структурные формулы изомеров данного состава и дайте им названия
2)при сгорании углеводорода массой 10,32 г, плотность паров по водороду которого равна 43, образовался углекислый газ объемом 16,128 л (н.у.) и вода массой 15,12 г. Выведите молекулярную формулу углеводорода, составьте формулы изомеров, соответствующих этой формуле, и дайте им названия
3).При полном сгорании газообразного углеводорода объемом 5 л (н.у.) получено 15 л (н.у.) оксида углерода (IV) и 16,07 г воды. Выведите молекулярную формулу этого углеводорода.

Ответ оставил Гость

Обобщенное уравнение полного сгорания углеводорода состава СхНу:
2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂   =   2х CO₂ + у H₂O
2 моль 2х моль у моль

По уравнению реакции из 2 моль углеводорода СхНу образуется
2х моль CO₂ и у моль H₂O

Определим количества вещества исходного углеводорода и получившихся CO₂ и H₂O.
1)
Молекулярная масса углеводорода М(СхНу) = 29 г/моль*D(воздух) =
= 29 г/моль * 2 = 58 г/моль.
Молекулярная масса воды M(H₂O) = 18 г/моль.
Молярный объем (объем, занимаемый 1 моль вещества)
углекислого газа (и вообще любого газа) при нормальных условиях
Vm = 22,4 л / моль.

Количество вещества углеводорода n(СхНу) = m(СхНу) / М(СхНу) =
= 29 г / 58 г/моль = 0,5 моль.
Количество вещества углекислого газа n(CO₂) = V / Vm =
= 44.8 л / 22,4 л/моль = 2 моль.
Количество вещества воды n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O) =
= 45 г / 18 г/моль = 2.5 моль.

Вновь обращаемся к уравнению реакции, но уже с данными задачи.
2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂   =   2х CO₂ + у H₂O
2 моль 2х моль у моль
0,5 моль 2 моль 2,5 моль

Получается, из 2 моль углеводорода СхНу образуется
2х моль CO₂ и у моль H₂O.
А из 0,5 моль углеводорода образуется
2 моль CO₂ и 2,5 моль H₂O.

Составляем пропорцию:
2 моль -------- 2х моль ------ у моль
0,5 моль ------ 2 моль ------- 2,5 моль

Отсюда
2х = 2*2 / 0,5 = 8
х = 4

у = 2*2,5 / 0,5 = 10
у = 10

СхНу = С₄Н₁₀ - бутан
Мы можем уверенно говорить, что это бутан, поскольку формула углеводорода соответствует предельным углеводородам - алканам СₓH₂ₓ₊₂. Других углеводородов с такой же формулой нет.

У бутана есть 2 изомера:
а) нормальный бутан, н-бутан (или просто бутан)

H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₃

б) изобутан (2-метилпропан)

H₃C - CH - CH₃
|
CH₃

2)
остальные задачи решаются по этому же алгоритму, с отличиями в деталях.

M(СхНу) = 2*D(H₂) = 2*43 = 86 г/моль.
n(СхНу) = 10,32 г / 86 г/моль = 0,12 моль.
n(CO₂) = 16.128 л / 22,4 л/моль = 0,72 моль.
n(H₂O) = 15.12 г / 18 г/моль = 0,84 моль.

Пропорция:

2 ------ 2х ------ у
0,12--- 0,72 --- 0,84

2х = 2*0,72 / 0,12 = 12
х = 6

у = 2*0,84 / 0,12 = 14
у = 14

СхНу = С₆H₁₄ - гексан

Изомеры
а) нормальный гексан, н-гексан, гексан

H₃С - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃

б) 2-метилпентан

H₃С - CH - CH₂ - CH₂ - CH₃
|
CH₃

в) 3-метилпентан

H₃С - CH₂ - CH - CH₂ - CH₃
       |
CH₃

г) 2,3-диметилбутан

H₃С - CH - CH - CH₃
| |
CH₃ CH₃

д) 2,2-диметилбутан

CH₃
|
H₃С - C - CH₂ - CH₃
|
CH₃

3)
В данном случае относительная плотность не дана, и потому молекулярная масса углеводорода неизвестна, поэтому количество вещества углеводорода находим из его объема и молярного объема газов при н.у. (как с углекислым газом)

n(СхНу) =  5 л / 22,4 л/моль = 0,223 моль.
n(CO₂) =  15 л / 22,4 л/моль = 0,670 моль.
n(H₂O) = 16,07 г / 18 г/моль = 0,893 моль.

Пропорция:

2 ---------- 2х ------- у
0,223----- 0,670 --- 0,893

2х = 2*0,670 / 0,223 = 6
х = 3

у = 2*0,893 / 0,223 = 8
у = 8

СхНу = С₃H₈ - пропан