Яку молекулярну формулу має вуглеводень, якщо при спалюванні 2,24 л цього вуглеводню утворюється 4,48 л карбон(ІV

Для решения данной задачи, необходимо выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Найдем количество вещества вуглеводня, используя данные о его объеме и молярном объеме газов.

Для этого воспользуемся уравнением состояния газов:

\[V = n \cdot V_m\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество вещества газа, \(V_m\) - молярный объем газа.

Из условия задачи мы знаем, что объем вуглеводня равен 2,24 л. Для карбон(IV) оксида также известен объем - 4,48 л. Так как эти объемы образовываются в результате сгорания вуглеводня, можно сделать вывод, что количество вещества в вуглеводне равно количеству вещества в карбон(IV) оксиде.

\[n_{C_{2}H_{2}} = n_{CO_{2}}\]

Шаг 2: Найдем массу вещества вуглеводня, используя данное значение объема (1 л) и массы (1,1607 г).

Масса вещества можно определить, используя следующую формулу:

\[m = n \cdot M\]

где \(m\) - масса вещества, \(n\) - количество вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Шаг 3: Найдем молярную массу вещества C₂H₂ и оксида, чтобы установить соотношение между ними.

Молярная масса вещества определяется суммой атомных масс его элементов. Для нахождения молярной массы вуглеводня и карбон(IV) оксида необходимо использовать таблицу атомных масс.

Шаг 4: Рассчитаем количество молей произведенного карбон(IV) оксида, используя объемный закон Гей-Люссака.

Согласно объемному закону Гей-Люссака, объемы газов, участвующих в химической реакции, находятся в пропорции с их стехиометрическими коэффициентами.

Уравнение реакции сгорания вуглеводня и образования карбон(IV) оксида: \(C_{2}H_{2} + 2O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + H_{2}O\).

Из уравнения видно, что каждый 1 моль вуглеводня превращается в 2 молей карбон(IV) оксида. Таким образом, количество молей карбон(IV) оксида будет в два раза больше, чем количество молей вуглеводня.

Шаг 5: Найдем молекулярную формулу вуглеводня, используя молярную массу и количество молей.

Молекулярная формула вещества показывает, из каких элементов состоит одна молекула вещества. Для определения молекулярной формулы вуглеводня, мы знаем его молярную массу.

Теперь, проведем вычисления.

Шаг 1:
Используя уравнение состояния газов, найдем количество молей вуглеводня:

\[n_{C_{2}H_{2}} = \frac{V_{C_{2}H_{2}}}{V_{m_{C_{2}H_{2}}}} = \frac{2,24 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,1 \ моль\]

Шаг 2:
Найдем массу вещества вуглеводня:

\[m_{C_{2}H_{2}} = n_{C_{2}H_{2}} \cdot M_{C_2H_2}\]

Молярная масса углеводорода (C₂H₂) равна сумме молей углерода (С) и водорода (Н) и равна 26 г/моль (12 г/моль + 1 г/моль * 2):

\[m_{C_{2}H_{2}} = 0,1 \ моль \cdot 26 \ г/моль = 2,6 \ г\]

Шаг 3:
Находим молярную массу оксида:

Молярная масса оксида углерода (CO₂) равна сумме молей углерода (С) и кислорода (О) и равна 44 г/моль (12 г/моль + 16 г/моль * 2).

Шаг 4:
Рассчитываем количество молей произведенного карбон(IV) оксида:

По объемному закону Гей-Люссака, количество молей карбон(IV) оксида будет равно количеству молей вуглеводня, так как каждый 1 моль вуглеводня превращается в 2 молей CO₂:

\[n_{CO_{2}} = n_{C_{2}H_{2}} = 0,1 \ моль\]

Шаг 5:
Теперь, найдем молекулярную формулу вуглеводня, используя молярную массу и количество молей.

Молярная масса гидрооксида углерода (С₂Н₂О) равна сумме молей углерода (C), водорода (H) и кислорода (O) и равна 42 г/моль (12 г/моль + 1 г/моль * 2 + 16 г/моль).

Чтобы узнать молекулярную формулу, мы делим молярную массу вещества на массу 1 моль. Если результат получается целым числом, это и будет количество молекул, т.е. молекулярная формула.

\[\text{Молекулярная формула} = \frac{M_{C_2H_2O}}{M_{C_2H_2}} = \frac{42 \ г/моль}{26 \ г/моль} \approx 1,62\]

Таким образом, молекулярная формула вуглеводня (C₂H₂) не является целочисленной. Округляем полученное значение до ближайшего целого числа и получаем молекулярную формулу гидрооксида углерода (C₆H₄O₃).

Итак, молекулярная формула вещества C₂H₂ равна C₆H₄O₃.