С1. После сжигания 5,6л (н.у.) углеводорода образовалось 22г углекислого газа и 13,5г воды. Определите молекулярную формулу углеводорода, если его относительная плотность по водороду равна 15.

Решение:

1. Определим количество вещества углекислого газа (CO2) и воды (H2O).
2. $$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{22 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$$
3. $$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{13.5 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0.75 \text{ моль}$$
4. Определим количество вещества углеводорода.
5. $$n(C_xH_y) = \frac{V}{V_m} = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25 \text{ моль}$$
6. Находим соотношение C:H в углеводороде.
7. Количество вещества углерода равно количеству вещества углекислого газа: $$n(C) = n(CO_2) = 0.5 \text{ моль}$$.
8. Количество вещества водорода в 2 раза больше, чем количество вещества воды: $$n(H) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0.75 \text{ моль} = 1.5 \text{ моль}$$.
9. Находим индексы x и y в формуле CxHy.
10. $$x = \frac{n(C)}{n(C_xH_y)} = \frac{0.5 \text{ моль}}{0.25 \text{ моль}} = 2$$
11. $$y = \frac{n(H)}{n(C_xH_y)} = \frac{1.5 \text{ моль}}{0.25 \text{ моль}} = 6$$
12. Определяем молярную массу углеводорода, исходя из относительной плотности по водороду.
13. $$M(C_xH_y) = D_{H_2} \cdot M(H_2) = 15 \cdot 2 \text{ г/моль} = 30 \text{ г/моль}$$
14. Полученная формула C2H6 соответствует молярной массе: $$2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 30 \text{ г/моль}$$.

Ответ: Молекулярная формула углеводорода - C2H6 (этан).