Решение задачи 10

Определим количество вещества воды:

$$n(H_2O) = \frac{m}{M} = \frac{40.5 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 2.25 \text{ моль}$$

Запишем общее уравнение горения алкана:

$$C_nH_{2n+2} + O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$$

Из уравнения реакции следует, что количество вещества алкана относится к количеству вещества воды как 1 к (n+1):

$$\frac{n(C_nH_{2n+2})}{n(H_2O)} = \frac{1}{n+1}$$ $$n(C_nH_{2n+2}) = \frac{n(H_2O)}{n+1} = \frac{2.25}{n+1}$$

Выразим молярную массу алкана:

$$M(C_nH_{2n+2}) = \frac{m}{n} = \frac{28.5}{\frac{2.25}{n+1}} = \frac{28.5(n+1)}{2.25}$$

Также молярную массу можно выразить через n:

$$M(C_nH_{2n+2}) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2$$

Получаем уравнение:

$$14n + 2 = \frac{28.5(n+1)}{2.25}$$ $$2.25(14n + 2) = 28.5n + 28.5$$ $$31.5n + 4.5 = 28.5n + 28.5$$ $$3n = 24$$ $$n = 8$$

Молекулярная формула алкана: $$C_8H_{18}$$

Ответ: $$C_8H_{18}$$