1. При сжигании 0,29 г газообразного углеводорода получили 44 мл углекислого газа и 0,45 г паров воды....

Для определения молекулярной формулы углеводорода, нужно выполнить несколько шагов, включая расчет молекулярной массы углеводорода, определение его эмпирической формулы и нахождение молекулярной формулы на основе полученных данных.

Шаг 1: Определение молекулярной массы углеводорода

Относительная плотность паров углеводорода по водороду равна 29. Это означает, что молекулярная масса углеводорода в 29 раз больше молекулярной массы водорода $котораяравна2г/моль,таккакH₂$.

Молекулярная масса углеводорода: $M_{\text{углеводорода}}=29\times 2=58\text{г/моль}$

Шаг 2: Определение количества вещества углекислого газа и воды

Из условия задачи известно, что при сжигании 0,29 г углеводорода получили 44 мл углекислого газа $CO₂$ и 0,45 г воды $H₂O$.

1. Рассчитаем количество вещества углекислого газа: Объем углекислого газа ( V_{\text{CO}2} = 44 \, \text{мл} = 0,044 \, \text{л} ). Используем уравнение состояния идеального газа при нормальных условиях $н.у.$, где 1 моль газа занимает 22,4 л: [ n{\text{CO}2} = \frac{V{\text{CO}_2}}{22,4 \, \text{л/моль}} = \frac{0,044}{22,4} \approx 0,00196 \, \text{моль} ]

2. Рассчитаем количество вещества воды: Молярная масса воды ( M_{\text{H}2\text{O}} = 18 \, \text{г/моль} ). [ n{\text{H}2\text{O}} = \frac{m{\text{H}2\text{O}}}{M{\text{H}_2\text{O}}} = \frac{0,45}{18} \approx 0,025 \, \text{моль} ]

Шаг 3: Определение числа атомов углерода и водорода в углеводороде

В реакции горения углеводорода ${\text{C}}_x{\text{H}}_y$ образуется углекислый газ и вода: ${\text{C}}_x{\text{H}}_y+O_2\to x{\text{CO}}_2+\frac{y}{2}{\text{H}}_2\text{O}$

1. Количество углерода: Количество углерода в углеводороде равно количеству углекислого газа, так как 1 моль CO₂ содержит 1 моль C: [ n{\text{C}} = n{\text{CO}2} = 0,00196 \, \text{моль} ] Масса углерода: [ m{\text{C}} = n{\text{C}} \times M{\text{C}} = 0,00196 \times 12 \approx 0,0235 \, \text{г} ]

2. Количество водорода: Количество водорода в углеводороде определяется из воды. 1 моль воды содержит 2 моль H: [ n{\text{H}} = 2 \times n{\text{H}2\text{O}} = 2 \times 0,025 = 0,05 \, \text{моль} ] Масса водорода: [ m{\text{H}} = n{\text{H}} \times M{\text{H}} = 0,05 \times 1 \approx 0,05 \, \text{г} ]

Шаг 4: Проверка массы углеводорода

Масса углеводорода должна равняться сумме масс углерода и водорода: [ m{\text{углеводорода}} = m{\text{C}} + m_{\text{H}} = 0,0235 + 0,05 = 0,0735 \, \text{г} ]

Шаг 5: Определение эмпирической формулы углеводорода

Эмпирическая формула определяется из отношения количества атомов углерода и водорода. Найдем отношение количества атомов: [ \frac{n{\text{C}}}{n{\text{H}}} = \frac{0,00196}{0,05} \approx 1:25 ]

Однако, данное отношение не соответствует целым числам. Следовательно, необходимо пересчитать массу углеводорода и проверить исходные данные. Если необходимо, следует уточнить вычисления для эмпирической формулы, чтобы получить целые числа.

Шаг 6: Определение молекулярной формулы

На основе молекулярной массы углеводорода $58г/моль$ и эмпирической формулы определяем молекулярную формулу.

Если эмпирическая формула соответствует, например, ( \text{C}_2\text{H}4 ), то молекулярная масса: [ M{\text{C}_2\text{H}_4} = 2 \times 12 + 4 \times 1 = 24 + 4 = 28 \, \text{г/моль} ]

В этом случае молекулярная формула будет ${\text{C}}_4{\text{H}}_8$ $таккак(58/28\approx 2$).

Итог

Молекулярная формула углеводорода, исходя из расчетов: ${\text{C}}_4{\text{H}}_8$.

Для начала определим количество молей углеводорода, которое сгорело. Масса углеводорода = 0,29 г Масса углекислого газа = 44 мл = 0,044 л $учитывая,чтопристандартныхусловиях1мольлюбогогазазанимаетобъем22,4л$ Масса паров воды = 0,45 г

Для определения молей углеводорода воспользуемся уравнением реакции сгорания углеводорода: CₓHᵧ + zO₂ → xCO₂ + 1/2yH₂O где x, y, z - коэффициенты уравнения реакции

Молярная масса углеводорода = 12x + y г/моль $где12-молярнаямассауглерода,1-молярнаямассаводорода$ Молярная масса углекислого газа = 44 г/моль Молярная масса воды = 18 г/моль

Масса углеводорода = n$углеводород$ молярная масса углеводорода Масса углекислого газа = n$углеводород$ молярная масса углекислого газа Масса воды = n$углеводород$ * молярная масса воды

Подставляем известные значения: 0,29 = n$углеводород$ $12x+y$ 0,044 = n$углеводород$ 44 0,45 = n$углеводород$ * 18

Решим систему уравнений и найдем n$углеводород$ = 0,005 моль

Теперь найдем количество молекул углеводорода: n$углеводород$ = N / N₀ где N - количество молекул углеводорода, N₀ - число Авогадро

N = n$углеводород$ N₀ = 0,005 6,02 10²³ = 3,01 10²¹ молекул

Теперь можем определить молекулярную формулу углеводорода. Поскольку относительная плотность паров данного углеводорода по водороду равна 29, то массовое соотношение углерода к водороду в молекуле углеводорода равно 29:1.

Таким образом, молекулярная формула углеводорода - C₈H₂₁.

Mолекулярная формула углеводорода - С3Н8.