1. Найдем молярную массу углеводорода:
\( M = D_{H_2} \cdot M_{H_2} \) , где \( D_{H_2} = 22 \) (относительная плотность по водороду).
\( M = 22 \cdot 2 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль} \).
2. Найдем количество вещества CO2 и H2O, образовавшихся при сгорании:
\( \nu_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{13.22 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.3 \) моль.
\( \nu_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{7.22 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.4 \) моль.
3. Найдем количество вещества углеводорода. Из условия, что масса сгоревшего углеводорода 4.42 г, а молярная масса 44 г/моль:
\( \nu_{углеводорода} = \frac{m_{углеводорода}}{M_{углеводорода}} = \frac{4.42 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.1 \) моль.
4. Определим соотношение атомов углерода и водорода в молекуле. Пусть формула углеводорода C_xH_y.
Количество атомов углерода в CO2 равно количеству атомов углерода в углеводороде:
\( x = \frac{\nu_{CO_2}}{\nu_{углеводорода}} = \frac{0.3 \text{ моль}}{0.1 \text{ моль}} = 3 \).
Количество атомов водорода в H2O в два раза больше количества молекул воды:
\( y = \frac{2 \cdot \nu_{H_2O}}{\nu_{углеводорода}} = \frac{2 \cdot 0.4 \text{ моль}}{0.1 \text{ моль}} = \frac{0.8}{0.1} = 8 \).
5. Получаем формулу C3H8.
6. Проверим, совпадает ли молярная масса C3H8 с рассчитанной:
\( M_{C_3H_8} = 3 \cdot 12 \text{ г/моль} + 8 \cdot 1 \text{ г/моль} = 36 + 8 = 44 \text{ г/моль} \).
Молярная масса совпадает.
Также проверим реакцию сгорания:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
Из уравнения следует, что на 1 моль C3H8 получается 3 моль CO2 и 4 моль H2O. Это соответствует нашим расчетам (0.1 моль → 0.3 моль CO2 и 0.4 моль H2O).
Ответ: C3H8 (пропан).