При полном сгорании образца ацетиленового углеводорода образовалось 20,16 л (н.у.) углекислого газа и 13,5 г воды. известно, что молекула углеводорода имеет разветвленный углеродный скелет, а сам углеводород не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра установите молекулярную и структурную формулы углеводорода, рассчитайте массу образца.

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать законы сохранения массы и объема при сгорании углеводородов.

1. Количество ацетиленового углеводорода, сгоревшего в реакции, можно рассчитать по объему углекислого газа, образовавшегося в результате сгорания.

Из условия задачи у нас есть объем углекислого газа, который равен 20,16 л (н.у.). Обратите внимание, что 1 л (н.у.) равен 22,4 л (обычных условиях). Поэтому объем углекислого газа в обычных условиях равен (20,16 л / 22,4 л/н.у.) = 0,9 л.

Обычно количество газа измеряется в молях (мол). Чтобы рассчитать количество молей газа, используем идеальный газовый закон: PV = nRT. Здесь P - давление газа (обычно атмосферное), V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура (обычно измеряется в Кельвинах).

Поскольку реакция произошла при нормальных условиях (н.у), давление равно атмосферному давлению (760 мм рт.ст), температура равна комнатной температуре (около 298 К), и универсальная газовая постоянная R = 0,0821 атм·л/(моль·К).

Подставим значения в уравнение и рассчитаем количество молей углекислого газа:

0,9 л * (760 мм рт.ст) / (0,0821 атм·л/(моль·К) * 298 К) = 0,3867 моль.

2. Теперь, согласно стехиометрическому соотношению уравнения сгорания, понадобится такое же количество молей углеводорода.

C2H2 + 5/2 O2 → 2 CO2 + H2O

Таким образом, мы можем сделать вывод, что в реакции сгорания участвует 0,3867 моль углеводорода.

3. Далее рассчитаем молярную массу ацетиленового углеводорода, зная массу образовавшейся воды.

Молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль (масса одной молекулы воды).

Из условия задачи у нас есть масса воды, которая равна 13,5 г.

Молей воды можно найти, поделив массу воды на молярную массу воды:

13,5 г / 18 г/моль = 0,75 моль.

Таким образом, в реакции сгорания воды принимает участие 0,75 моль.

4. Теперь сравним количество молей углеводорода и воды, чтобы определить соотношение между ними.

0,3867 моль углеводорода : 0,75 моль воды ≈ 1 : 2.

Это говорит нам о том, что каждая молекула углеводорода соединяется с двумя молекулами воды при сгорании.

5. Теперь определим массы углеводорода и воды.

Молярная масса углеводорода равна M(C2H2) = 2 * M(C) + 2 * M(H) = 2 * 12,01 г/моль + 2 * 1,008 г/моль ≈ 26,04 г/моль.

Массу углеводорода можно рассчитать, умножив количество молей углеводорода на его молярную массу:

0,3867 моль * 26,04 г/моль ≈ 10,07 г.

Таким образом, масса образца ацетиленового углеводорода составляет примерно 10,07 г.

6. Наконец, определим молекулярную и структурную формулы углеводорода.

Учитывая, что каждая молекула углеводорода соединяется с двумя молекулами воды, мы можем сделать вывод, что формула соответствует углеводороду, содержащему 2 атома углерода. Поскольку вы намекаете на разветвленный углеродный скелет, возможными вариантами структурной формулы являются:

- CH3-CH3 (этан);
- CH3-CH2-CH3 (пропан);
- CH3-CH(CH3)-CH3 (изобутан);
- CH3-CH2-CH2-CH3 (бутан).

Таким образом, молекулярная и структурная формулы углеводорода могут быть, например, следующими:

- Молекулярная формула: C2H4 (этен);
- Структурная формула: H2C=CH2 (этен).

Однако, чтобы определить точные молекулярную и структурную формулы углеводорода, необходимо провести дополнительные эксперименты, так как данная задача предоставляет ограниченную информацию о свойствах углеводорода и реакций, в которых он участвует.