При сгорании органического соединения массой 4,2 г образовалось 6,72 л углекислого газа
(н. у.) и 5,4 г воды. Плотность этого вещества по
воздуху при н. у. равна 2,9. Определите молекулярную формулу углеводорода.

Добрый день! Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

1. Начнем с расчета количества молей углекислого газа (CO2), образовавшегося при сгорании органического соединения. Для этого воспользуемся уравнением из непрерывности газов:

V = nRT/P,

где V - объем газа, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление.

Переведем объем углекислого газа из литров в моли:

V = 6,72 л * (1 моль / 22,4 л) ≈ 0,3 моль.

2. Теперь выразим количество молей углерода в CO2. По химическому составу CO2, каждая молекула содержит один атом углерода. Значит, количество молей углерода равно количеству молей CO2:

n(C) = 0,3 моль.

3. Зная массу органического соединения (4,2 г) и количество молей углерода (0,3 моль), можно вычислить молярную массу углерода:

M(C) = m(C) / n(C),

где M(C) - молярная масса углерода, m(C) - масса углерода, содержащегося в органическом соединении.

M(C) = 4,2 г / 0,3 моль ≈ 14 г/моль.

4. Зная молярную массу углерода, можно определить количество атомов углерода в одной молекуле углеводорода. Для этого нужно разделить молярную массу углерода на молярную массу одного атома углерода:

N(C) = M(C) / M(at),

где N(C) - количество атомов углерода, M(at) - молярная масса одного атома углерода.

M(at) ≈ 12 г/моль.

N(C) = 14 г/моль / 12 г/моль ≈ 1,17.

Учитывая, что количество атомов углерода в молекуле целое число, округлим до ближайшего целого значения:

N(C) ≈ 1.

5. Так как водород в органическом соединении образовал 5,4 г воды, можно определить количество молей водорода:

n(H) = m(H2O) / M(H2O),

где n(H) - количество молей водорода, m(H2O) - масса воды, содержащейся в органическом соединении, M(H2O) - молярная масса воды.

M(H2O) ≈ 18 г/моль.

n(H) = 5,4 г / 18 г/моль ≈ 0,3 моль.

6. Рассмотрим соотношение между количеством атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода:

N(H) = 2 * N(C) + 2.

Подставим значения:

0,3 ≈ 2 * 1 + 2.

0,3 ≈ 4.

Очевидно, что это уравнение некорректно, так как не выполняется при заданных значениях. Поэтому наша начальная гипотеза о том, что углеводород является одноатомным, неверна.

7. Попробуем предположить, что углеводород имеет два атома углерода в молекуле. В этом случае:

N(C) = 2, N(H) = 2 * N(C) + 2.

Подставим значения:

0,3 ≈ 2 * 2 + 2.

0,3 ≈ 6.

Уравнение выполняется при заданных значениях, поэтому можно сделать вывод, что молекулярная формула углеводорода - С2H6.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода, получившегося при сгорании органического соединения с массой 4,2 г, равна С2H6.