Какая молекулярная формула углеводорода с массой 5,4 г, которую мы сожгли в избытке кислорода и получили 8,96

Для решения этой задачи мы сначала определим количество углерода, содержащегося в данном углеводороде. Затем, зная, что молекулярная масса углеводорода равняется сумме масс углерода и водорода, мы рассчитаем количество атомов водорода. После этого мы сможем составить молекулярную формулу углеводорода.

Итак, давайте начнем с определения количества углерода. Масса углеводорода составляет 5,4 г. Поскольку углеводород сожжен в избытке кислорода, вся углекислота, которую мы получили, происходит только от углеводорода. Зная, что объем углекислого газа равен 8,96 л, мы можем использовать соотношение между объемом и количеством газа при стандартных условиях (22,4 л на 1 моль газа) для определения количества молей углекислого газа.

\[V = n \cdot V_m\]

Где:
- \(V\) - объем газа (в данном случае 8,96 л углекислого газа)
- \(n\) - количество молей газа, которое мы хотим определить
- \(V_m\) - молярный объем газа при стандартных условиях (22,4 л/моль)

Мы можем переписать это соотношение, чтобы рассчитать количество молей углекислого газа:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

\[n = \frac{8,96}{22,4} = 0,4\, \text{моль}\]

Так как каждый молекула углеводорода при сжигании даёт одну молекулу углекислого газа, количество молей углекислого газа соответствует количеству молекул углеводорода. Следовательно, у нас есть 0,4 моль углеводорода.

Теперь нам нужно определить количество атомов водорода. Для этого нам известно, что соотношение масс между углеродом и водородом в углеводороде должно быть 1:2. Зная, что углеводород имеет массу 5,4 г, мы можем использовать это соотношение для определения массы углерода и водорода.

Масса углерода: \(m_{C} = \frac{1}{3} \cdot m_{\text{углеводорода}} = \frac{1}{3} \cdot 5,4 = 1,8\, \text{г}\)

Масса водорода: \(m_{H} = \frac{2}{3} \cdot m_{\text{углеводорода}} = \frac{2}{3} \cdot 5,4 = 3,6\, \text{г}\)

Теперь мы можем рассчитать количество молей водорода, зная его массу и молярную массу водорода (1 г/моль).

\[n_{H} = \frac{m_{H}}{M_{H}} = \frac{3,6}{1} = 3,6\, \text{моль}\]

Мы получили количество атомов водорода, равное 3,6 моль.

Теперь давайте рассмотрим соотношения между количеством молекул углерода и водорода в углеводороде для определения его молекулярной формулы.

Согласно задаче, мы знаем, что массовое соотношение учитывает только одну молекулу углеводорода.

Мы знаем, что количество молекул углерода равно 0,4 молям, а количество молекул водорода равно 3,6 молям. Для определения относительного количества атомов в молекуле углеводорода мы делим соответствующие коэффициенты на наименьшее из них.

\[\text{Молекулярная формула углеводорода} = \frac{0,4}{0,4} \cdot \text{C} + \frac{3,6}{0,4} \cdot \text{H} = \text{C} + 9\, \text{H}\]

Таким образом, молекулярная формула углеводорода, который мы сожгли, составляет \(\text{C} + 9\, \text{H}\).