Продукты, полученные при сгорании углеводорода массой 31,8 г в избытке кислорода, пропустили через избыток...

Для начала определим, что углеводород сгорел до углекислого газа CO2 и воды H2O в избытке кислорода. Уравнение реакции сгорания будет выглядеть следующим образом:

CnHm + $n+m/4$O2 -> nCO2 + m/2H2O

Так как масса углеводорода равна 31,8 г, то предположим, что его молекулярная масса равна 30 g/mol $этопростопредположениедляудобстварасчетов$.

Теперь мы можем составить уравнение реакции с известковой водой Ca$OH$2:

Ca$OH$2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

Масса образовавшегося осадка CaCO3 равна 240 г, что равно массе продуктов сгорания углеводорода, следовательно, весь углеводород сгорел.

Теперь рассмотрим реакцию с оксидом фосфора $V$:

P4O10 + 6CnHm -> 10CO2 + 5H2O + P4

Масса углеводорода увеличилась на 27 г, следовательно, в результате реакции получилось 27/30 = 0,9 моль углеводорода.

Теперь найдем молекулярную массу углеводорода:

M = m/n = 31,8 г / 0,9 моль = 35,3 г/моль

Таким образом, молекулярная формула углеводорода будет C2H6 $этан$.

C5H10

Чтобы определить молекулярную формулу углеводорода, начнем с данных, предоставленных в задаче.

1. Плотность паров углеводорода по водороду.
   Дана плотность паров углеводорода по водороду, равная 53. Плотность по водороду определяется как отношение молекулярной массы углеводорода к молекулярной массе водорода $(H_2$), которая равна 2.
   $\frac{M}{2}=53$ $M=53\times 2=106$ Таким образом, молекулярная масса углеводорода составляет 106 г/моль.

2. Состав и свойства углеводорода.
   Углеводород не обесцвечивает бромную воду, что указывает на отсутствие кратных связей $алкеныилиалкины$. Следовательно, это может быть алкан.

3. Сгорание углеводорода.
   Углеводород, масса которого 31,8 г, сгорел в избытке кислорода. При сгорании углеводорода $(C_x{H}_y$) образуются $C{O}_2$ и $H_{2}O$.

   • Известковая вода и осадок.
     Продукты сгорания пропустили через избыток известковой воды, и масса образовавшегося осадка $карбонаткальция,(CaC{O}_3$) составила 240 г. Из этого следует, что масса углекислого газа $(C{O}_2$) из расчета на 240 г осадка равна: $\text{Молярная масса }CaC{O}_3=100\text{г/моль}$ $\text{Моль }C{O}_2=\frac{240}{100}=2,4\text{моль}$ $\text{Масса }C{O}_2=2,4\times 44=105,6\text{г}$

   • Оксид фосфора $V$ и масса воды.
     Продукты сгорания пропустили через трубку с оксидом фосфора $V$, и масса увеличилась на 27 г. Это соответствует массе воды в продуктах сгорания: $\text{Масса }{H}_{2}O=27\text{г}$ $\text{Число молей }{H}_{2}O=\frac{27}{18}=1,5\text{моль}$

4. Определение эмпирической формулы.
   Нам даны массы $C{O}_2$ и $H_{2}O$, соответственно мы можем найти количество углерода и водорода:

   • Углерод: $\text{Моль }C=2,4\text{моль}$ $\text{Масса }C=2,4\times 12=28,8\text{г}$
   • Водород: $\text{Моль }H=1,5\times 2=3\text{моль}$ $\text{Масса }H=3\times 1=3\text{г}$

   Общая масса углеводорода = масса углерода + масса водорода = 28,8 г + 3 г = 31,8 г, что соответствует данным задачи.

5. Эмпирическая и молекулярная формула.
   Находим эмпирическую формулу. Мольное соотношение $C:H=2,4:3=4:5$. Следовательно, эмпирическая формула - $C_4{H}_5$.

   Молярная масса эмпирической формулы $C_4{H}_5$ = $4\times 12+5\times 1=53$. Это в 2 раза меньше молекулярной массы $106$, следовательно молекулярная формула - (C8H{10}).

Таким образом, молекулярная формула углеводорода: (C8H{10}). Это может быть, например, этилбензол или какой-либо другой изомер ксилола.