С1. При сжигании углеводорода объемом 2,24л образовался оксид углерода (IV) массой 13,2г и вода массой 7,2г. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 22. Найдите молекулярную формулу углеводорода.

Решение:

1. Найдем количество вещества оксида углерода (IV) (CO₂) и воды (H₂O).

Объем углеводорода 2,24 л при н.у. соответствует 0,1 моль (так как молярный объем при н.у. равен 22,4 л/моль).

\( n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{13,2 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль} \)

\( n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{7,2 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль} \)

2. Найдем молярную массу углеводорода.

Относительная плотность паров по водороду равна 22. Молярная масса углеводорода:

\( M_{угл} = D_{H_2} \cdot M(H_2) = 22 \cdot 2 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль} \)

3. Определим соотношение атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода.

Из уравнения реакции сжигания углеводорода \( C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \):

Число атомов углерода в 0,1 моль углеводорода равно числу моль CO₂, то есть 0,3 моль. Это означает, что в 1 моль углеводорода содержится 3 моль атомов углерода.

\( x = \frac{n(CO_2)}{n(угл)} = \frac{0,3 \text{ моль}}{0,1 \text{ моль}} = 3 \)

Число атомов водорода в 0,1 моль углеводорода равно удвоенному числу моль H₂O (так как в молекуле воды 2 атома водорода), то есть \( 0,4 \text{ моль} \cdot 2 = 0,8 \text{ моль} \). Это означает, что в 1 моль углеводорода содержится 8 моль атомов водорода.

\( y = \frac{2 \cdot n(H_2O)}{n(угл)} = \frac{2 \cdot 0,4 \text{ моль}}{0,1 \text{ моль}} = 8 \)

4. Определим молекулярную формулу.

Эмпирическая формула углеводорода — C₃H₈.

Рассчитаем молярную массу эмпирической формулы:

\( M(C_3H_8) = 3 \cdot 12 \text{ г/моль} + 8 \cdot 1 \text{ г/моль} = 36 + 8 = 44 \text{ г/моль} \)

Молярная масса, рассчитанная по плотности (44 г/моль), совпадает с молярной массой эмпирической формулы.

Следовательно, молекулярная формула углеводорода — C₃H₈.

Ответ: C₃H₈.