Обобщенное уравнение полного сгорания углеводорода состава СхНу: 2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂ = 2х CO₂ + у H₂O 2 моль 2х моль у моль
По уравнению реакции из 2 моль углеводорода СхНу образуется 2х моль CO₂ и у моль H₂O
Определим количества вещества исходного углеводорода и получившихся CO₂ и H₂O. 1) Молекулярная масса углеводорода М(СхНу) = 29 г/моль*D(воздух) = = 29 г/моль * 2 = 58 г/моль. Молекулярная масса воды M(H₂O) = 18 г/моль. Молярный объем (объем, занимаемый 1 моль вещества) углекислого газа (и вообще любого газа) при нормальных условиях Vm = 22,4 л / моль.
Количество вещества углеводорода n(СхНу) = m(СхНу) / М(СхНу) = = 29 г / 58 г/моль = 0,5 моль. Количество вещества углекислого газа n(CO₂) = V / Vm = = 44.8 л / 22,4 л/моль = 2 моль. Количество вещества воды n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O) = = 45 г / 18 г/моль = 2.5 моль.
Вновь обращаемся к уравнению реакции, но уже с данными задачи. 2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂ = 2х CO₂ + у H₂O 2 моль 2х моль у моль 0,5 моль 2 моль 2,5 моль
Получается, из 2 моль углеводорода СхНу образуется 2х моль CO₂ и у моль H₂O. А из 0,5 моль углеводорода образуется 2 моль CO₂ и 2,5 моль H₂O.
СхНу = С₄Н₁₀ - бутан Мы можем уверенно говорить, что это бутан, поскольку формула углеводорода соответствует предельным углеводородам - алканам СₓH₂ₓ₊₂. Других углеводородов с такой же формулой нет.
У бутана есть 2 изомера: а) нормальный бутан, н-бутан (или просто бутан)
H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₃
б) изобутан (2-метилпропан)
H₃C - CH - CH₃ | CH₃
2) остальные задачи решаются по этому же алгоритму, с отличиями в деталях.
3) В данном случае относительная плотность не дана, и потому молекулярная масса углеводорода неизвестна, поэтому количество вещества углеводорода находим из его объема и молярного объема газов при н.у. (как с углекислым газом)
n(СхНу) = 5 л / 22,4 л/моль = 0,223 моль. n(CO₂) = 15 л / 22,4 л/моль = 0,670 моль. n(H₂O) = 16,07 г / 18 г/моль = 0,893 моль.
* Октан (н-октан)
* 2-Метилгептан
* 3-Метилгептан (+ имеет оптическую изомерию)
* 4-Метилгептан
* 3-Этилгексан
* 2,2-Диметилгексан
* 2,3-Диметилгексан (+ имеет оптическую изомерию)
* 2,4-Диметилгексан (+ имеет оптическую изомерию)
* 2,5-Диметилгексан
* 3,3-Диметилгексан
* 3,4-Диметилгексан (+ имеет оптическую изомерию (два хиральных центра))
* 2-Метил-3-этилпентан
* 3-Метил-3-этилпентан
* 2,2,3-Триметилпентан (+ имеет оптическую изомерию)
* 2,2,4-Триметилпентан (так же известный как изооктан)
* 2,3,3-Триметилпентан
* 2,3,4-Триметилпентан
* 2,2,3,3-Тетраметилбутан
2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂ = 2х CO₂ + у H₂O
2 моль 2х моль у моль
По уравнению реакции из 2 моль углеводорода СхНу образуется
2х моль CO₂ и у моль H₂O
Определим количества вещества исходного углеводорода и получившихся CO₂ и H₂O.
1)
Молекулярная масса углеводорода М(СхНу) = 29 г/моль*D(воздух) =
= 29 г/моль * 2 = 58 г/моль.
Молекулярная масса воды M(H₂O) = 18 г/моль.
Молярный объем (объем, занимаемый 1 моль вещества)
углекислого газа (и вообще любого газа) при нормальных условиях
Vm = 22,4 л / моль.
Количество вещества углеводорода n(СхНу) = m(СхНу) / М(СхНу) =
= 29 г / 58 г/моль = 0,5 моль.
Количество вещества углекислого газа n(CO₂) = V / Vm =
= 44.8 л / 22,4 л/моль = 2 моль.
Количество вещества воды n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O) =
= 45 г / 18 г/моль = 2.5 моль.
Вновь обращаемся к уравнению реакции, но уже с данными задачи.
2 СхНу + (2х + (у/2)) O₂ = 2х CO₂ + у H₂O
2 моль 2х моль у моль
0,5 моль 2 моль 2,5 моль
Получается, из 2 моль углеводорода СхНу образуется
2х моль CO₂ и у моль H₂O.
А из 0,5 моль углеводорода образуется
2 моль CO₂ и 2,5 моль H₂O.
Составляем пропорцию:
2 моль 2х моль у моль
0,5 моль 2 моль 2,5 моль
Отсюда
2х = 2*2 / 0,5 = 8
х = 4
у = 2*2,5 / 0,5 = 10
у = 10
СхНу = С₄Н₁₀ - бутан
Мы можем уверенно говорить, что это бутан, поскольку формула углеводорода соответствует предельным углеводородам - алканам СₓH₂ₓ₊₂. Других углеводородов с такой же формулой нет.
У бутана есть 2 изомера:
а) нормальный бутан, н-бутан (или просто бутан)
H₃C - CH₂ - CH₂ - CH₃
б) изобутан (2-метилпропан)
H₃C - CH - CH₃
|
CH₃
2)
остальные задачи решаются по этому же алгоритму, с отличиями в деталях.
M(СхНу) = 2*D(H₂) = 2*43 = 86 г/моль.
n(СхНу) = 10,32 г / 86 г/моль = 0,12 моль.
n(CO₂) = 16.128 л / 22,4 л/моль = 0,72 моль.
n(H₂O) = 15.12 г / 18 г/моль = 0,84 моль.
Пропорция:
2 2х у
0,12--- 0,72 --- 0,84
2х = 2*0,72 / 0,12 = 12
х = 6
у = 2*0,84 / 0,12 = 14
у = 14
СхНу = С₆H₁₄ - гексан
Изомеры
а) нормальный гексан, н-гексан, гексан
H₃С - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃
б) 2-метилпентан
H₃С - CH - CH₂ - CH₂ - CH₃
|
CH₃
в) 3-метилпентан
H₃С - CH₂ - CH - CH₂ - CH₃
|
CH₃
г) 2,3-диметилбутан
H₃С - CH - CH - CH₃
| |
CH₃ CH₃
д) 2,2-диметилбутан
CH₃
|
H₃С - C - CH₂ - CH₃
|
CH₃
3)
В данном случае относительная плотность не дана, и потому молекулярная масса углеводорода неизвестна, поэтому количество вещества углеводорода находим из его объема и молярного объема газов при н.у. (как с углекислым газом)
n(СхНу) = 5 л / 22,4 л/моль = 0,223 моль.
n(CO₂) = 15 л / 22,4 л/моль = 0,670 моль.
n(H₂O) = 16,07 г / 18 г/моль = 0,893 моль.
Пропорция:
2 2х у
0,223 0,670 --- 0,893
2х = 2*0,670 / 0,223 = 6
х = 3
у = 2*0,893 / 0,223 = 8
у = 8
СхНу = С₃H₈ - пропан