Сколько атомов водорода содержится в молекуле углеводорода, если для полного сгорания 0,03 моль углеводорода было

Для решения этой задачи, мы должны использовать химическую формулу углеводорода и знать его структуру. Углеводороды состоят из углерода (C) и водорода (H). Обозначим количество атомов водорода в молекуле углеводорода как \(x\).

Сначала, определим соотношение между количеством углеводорода и кислорода, которое требуется для полного сгорания. Это соотношение известно и описывается уравнением сгорания:

\[C_xH_y + \frac{z}{2}O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O\]

Где \(x\) и \(y\) - количество атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода, а \(z\) - количество молей кислорода, необходимых для полного сгорания.

Из условия задачи мы знаем, что для полного сгорания 0,03 моль углеводорода использовалось 4,368 дм^3 кислорода. Воспользуемся законом газовых соотношений, который гласит:

\[\frac{V_1}{n_1} = \frac{V_2}{n_2}\]

Где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа. Подставляя известные значения получаем:

\[\frac{4,368}{0,03} = \frac{V_2}{1}\]

Таким образом, \(V_2 = 146,24\) дм^3.

Теперь мы знаем количество молей кислорода, которое участвовало в реакции сгорания углеводорода.

Рассмотрим последующую реакцию, в которой осадок массой 12 г выпал после пропускания образовавшегося углекислого газа через раствор гидроксида кальция:

\[Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O\]

Из уравнения реакции видно, что каждый моль углекислого газа (CO_2) соответствует одному молю кальция, поэтому мы можем записать соотношение:

\[\frac{m_{CaCO_3}}{M_{CaCO_3}} = \frac{n_{CO_2}}{1}\]

Где \(m_{CaCO_3}\) - масса осадка (12 г), \(M_{CaCO_3}\) - молярная масса карбоната кальция (100,09 г/моль), а \(n_{CO_2}\) - количество молей углекислого газа, которое участвовало в реакции.

Решая это уравнение, найдем \(n_{CO_2} = 0,12\) моль.

Теперь мы можем установить соотношение между количеством молей углеводорода и количеством молей углекислого газа:

\[\frac{n_{CO_2}}{n_2} = \frac{x}{1}\]

Где \(n_2\) - количество молей углеводорода.

Подставляя значения, получаем:

\[\frac{0,12}{n_2} = \frac{x}{1}\]

Следовательно, \(n_2 = \frac{x}{0,12}\) моль.

Теперь можем использовать ранее найденный объем кислорода \(V_2\), чтобы найти количество молей углеводорода:

\(\frac{V_2}{n_2} = \frac{146,24}{\frac{x}{0,12}} = 4,368\)

Решая это уравнение, найдем \(x = 0,036\) моль.

Итак, в молекуле углеводорода содержится \(0,036\) моль атомов водорода. Надеюсь, это было понятно и полезно для вас! Если у вас возникли еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.