Выведите формулу углеводорода,2,24 л которого (н.у.)имеют массу 4 г.

Формула углеводорода: CₙH₂ₙ₊₂ Масса 1 л углеводорода при н.у. = 1,24 г Масса 2,24 л углеводорода при н.у. = 4 г Тогда n = 1 Формула углеводорода: C₁H₄

Для того чтобы вывести формулу углеводорода, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Известно, что углеводород является идеальным газом, и что его объем равен 2,24 л (или 0,00224 м³), а масса равна 4 г. Также нам известно, что молярная масса углеводорода равна 12 г/моль.

Сначала найдем количество вещества (n) в углеводороде:

m = n * M

где m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

n = m / M n = 4 г / 12 г/моль n = 0,333 моль

Теперь мы можем найти количество молекул углеводорода:

N = n * N_A

где N_A - постоянная Авогадро, равная 6,022 * 10^23 молекул/моль.

N = 0,333 моль 6,022 10^23 молекул/моль N = 2,0 * 10^23 молекул

Теперь мы можем найти молярное количество вещества (Z) в молекуле углеводорода:

Z = V / N Z = 0,00224 м³ / 2,0 10^23 молекул Z = 1,12 10^-24 м³/молекула

Таким образом, формула углеводорода, объем 2,24 л которого имеет массу 4 г, будет C1H2.

Для того чтобы вывести формулу углеводорода, необходимо воспользоваться данными, предоставленными в задаче, и использовать основные законы химии.

1. Найдём молярную массу углеводорода.

Дано:

• Объём углеводорода при нормальных условиях (н.у.) = 2,24 л
• Масса углеводорода = 4 г

При нормальных условиях (н.у.), один моль любого газа занимает объём 22,4 литра. Поэтому, чтобы найти количество молей углеводорода, используем соотношение:

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

где:

• ( n ) — количество молей,
• ( V ) — объём газа (2,24 л),
• ( V_m ) — молярный объём газа при н.у. (22,4 л/моль).

Подставим значения в формулу:

[ n = \frac{2,24 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,1 \, \text{моль} ]

Теперь можем найти молярную массу углеводорода (( M )):

[ M = \frac{m}{n} ]

где:

• ( m ) — масса вещества (4 г),
• ( n ) — количество молей (0,1 моль).

Подставим значения в формулу:

[ M = \frac{4 \, \text{г}}{0,1 \, \text{моль}} = 40 \, \text{г/моль} ]

1. Определим молекулярную формулу углеводорода.

Углеводород состоит из атомов углерода (C) и водорода (H). Общая формула углеводорода — ( C_xH_y ).

Молярная масса углерода (C) — 12 г/моль, водорода (H) — 1 г/моль. Формула углеводорода будет:

[ 12x + y = 40 ]

Для определения соотношения ( x ) и ( y ), нужно учитывать, что углеводороды бывают различных классов, например, алканы (общая формула ( CnH{2n+2} )), алкены (( CnH{2n} )) и алкины (( CnH{2n-2} )). Рассмотрим алканы как наиболее простые углеводороды.

Пусть углеводород является алканом, тогда общая формула:

[ 12x + 2x + 2 = 40 ]

Сократим уравнение:

[ 14x + 2 = 40 ]

Решим это уравнение:

[ 14x = 38 ]

[ x = \frac{38}{14} \approx 2,71 ]

Полученное значение ( x ) не является целым числом, что указывает на то, что углеводород возможно не алкан. Проверим формулу алкена ( CnH{2n} ):

[ 12x + 2x = 40 ]

Сократим уравнение:

[ 14x = 40 ]

Решим это уравнение:

[ x = \frac{40}{14} \approx 2,86 ]

Значение также не целое.

Теперь проверим формулу алкина ( CnH{2n-2} ):

[ 12x + 2x - 2 = 40 ]

Сократим уравнение:

[ 14x - 2 = 40 ]

Решим это уравнение:

[ 14x = 42 ]

[ x = 3 ]

Теперь проверим значение ( y ):

[ y = 2x - 2 ]

[ y = 2(3) - 2 = 6 - 2 = 4 ]

Итак, формула углеводорода ( C_3H_4 ) соответствует молярной массе 40 г/моль.

Следовательно, формула углеводорода, объем которого при нормальных условиях составляет 2,24 л и масса которого равна 4 г, является ( C_3H_4 ), что соответствует алкину пропину.