Если для сжигания 8,8 грамм вещества понадобилось 32 грамма кислорода, а в результате горения образовалось 14,4 грамма воды, то какова формула этого вещества?

• A) C4H10
• B) C3H8
• C) C5H12
• D) C2H6

Химия 11 класс Органическая химия (углеводороды) сжигание вещества кислород формула вещества химия 11 класс горение вода химические реакции расчет массы органическая химия уравнение реакции

Чтобы определить формулу вещества, нам нужно провести несколько шагов, включая расчет количества углерода и водорода, содержащихся в веществе. Начнем с анализа данных.

• Дано:
• Масса вещества = 8,8 г
• Масса кислорода = 32 г
• Масса воды = 14,4 г

Вода (H2O) состоит из водорода и кислорода. Мы можем использовать массу воды, чтобы найти количество водорода в веществе:

1. Определим количество молей воды:
• Молярная масса воды = 18 г/моль
• Количество молей воды = 14,4 г / 18 г/моль = 0,8 моль
2. Теперь найдем количество водорода в воде:
• Каждая молекула воды содержит 2 атома водорода, значит, в 0,8 моль воды содержится:
• Количество молей водорода = 0,8 моль * 2 = 1,6 моль
• Масса водорода = 1,6 моль * 1 г/моль = 1,6 г

Теперь мы можем найти массу углерода в веществе:

• Масса углерода = Масса вещества - Масса водорода - Масса кислорода
• Сначала найдем массу кислорода, который использовался для образования воды:
• Каждая молекула воды содержит 1 атом кислорода, значит, в 0,8 моль воды содержится 0,8 моль кислорода.
• Масса кислорода = 0,8 моль * 16 г/моль = 12,8 г
• Теперь подставим значения:
• Масса углерода = 8,8 г - 1,6 г - 12,8 г = -5,6 г

Кажется, что мы допустили ошибку, так как масса углерода не может быть отрицательной. Давайте пересчитаем массу кислорода, который использовался в реакции.

Общее количество кислорода, который понадобился для сжигания вещества:

• 32 г (входящий кислород) - 12,8 г (кислород из воды) = 19,2 г (кислород, который был в веществе).

Теперь мы можем пересчитать массу углерода:

• Масса углерода = 8,8 г - 1,6 г - 19,2 г = -12 г

Это не имеет смысла. Давайте пересчитаем с учетом того, что мы не правильно определили массу кислорода, который был в веществе. Мы знаем, что в процессе сгорания углеводородов углерод и водород соединяются с кислородом, образуя углекислый газ и воду.

Согласно уравнению реакции сгорания:

CxHy + O2 -> CO2 + H2O

Из этого уравнения видно, что для каждого атома углерода требуется один атом кислорода для образования углекислого газа, а для двух атомов водорода - один атом кислорода для образования воды.

Теперь мы можем определить формулу вещества:

• Сначала найдем количество углерода (C) и водорода (H) в веществе:
• Из уравнения реакции видно, что для 1 моль углеводорода требуется 1 моль кислорода на каждый атом углерода и 0,5 моль кислорода на каждый атом водорода.
• Теперь мы можем сопоставить это с известными формулами:

Из всех предложенных формул:

• A) C4H10 - 4 углерода, 10 водорода
• B) C3H8 - 3 углерода, 8 водорода
• C) C5H12 - 5 углерода, 12 водорода
• D) C2H6 - 2 углерода, 6 водорода

Проверим, какая формула подходит под наши расчеты:

• Для C3H8 (пропан): 3 углерода и 8 водорода.
• Кислород: 3 + 4 = 7 (требуется 7 кислорода, что соответствует 32 г кислорода).

Таким образом, правильная формула вещества - это:

Ответ: B) C3H8

Для решения этой задачи нам нужно определить, какое вещество сгорело, основываясь на данных о массе сгоревшего вещества, кислорода и образовавшейся воды. Давайте разберем шаги решения.

1. Определим количество углерода и водорода в образовавшейся воде.

Известно, что в 1 молекуле воды (H2O) содержится 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Мы можем найти массу водорода в 14,4 граммах воды:

• Молярная масса воды (H2O) = 2 * 1 + 16 = 18 г/моль
• Количество молей воды = 14,4 г / 18 г/моль = 0,8 моль
• Количество водорода в 0,8 моля воды = 0,8 моль * 2 = 1,6 моль
• Масса водорода = 1,6 моль * 1 г/моль = 1,6 г
• Количество кислорода в воде = 0,8 моль * 1 = 0,8 моль
• Масса кислорода = 0,8 моль * 16 г/моль = 12,8 г
2. Определим, сколько кислорода было использовано в реакции.

Из условия задачи известно, что для сжигания вещества использовалось 32 грамма кислорода. Теперь мы можем найти, сколько кислорода было использовано для образования воды и сколько осталось для сжигания углеводорода.

• Итак, 12,8 г кислорода из 32 г использовались для образования воды.
• Оставшийся кислород = 32 г - 12,8 г = 19,2 г.
• Количество молей кислорода, использованных для сжигания = 19,2 г / 32 г/моль = 0,6 моль.
3. Теперь определим количество углерода в сгоревшем веществе.

Для сгорания одного моля углеводорода (CnHm) необходимо m/4 молей кислорода. Мы знаем, что 0,6 моль кислорода было использовано для сжигания. Таким образом, мы можем записать уравнение:

0,6 = m/4

Следовательно, m = 0,6 * 4 = 2. Таким образом, в нашем углеводороде 2 атома водорода.

4. Определим количество углерода в сгоревшем веществе.

Мы знаем, что масса сгоревшего вещества составляет 8,8 г. Известно, что масса углерода (C) и водорода (H) в веществе равна:

Масса углерода + Масса водорода = 8,8 г.

Пусть x – масса углерода. Тогда:

x + 1,6 г = 8,8 г

x = 8,8 г - 1,6 г = 7,2 г.

Теперь найдем количество углерода:

• Молярная масса углерода = 12 г/моль.
• Количество углерода = 7,2 г / 12 г/моль = 0,6 моль.
5. Теперь мы можем определить формулу углеводорода.

Мы имеем 0,6 моль углерода и 1,6 моль водорода. Соотношение углерода к водороду:

0,6:1,6 = 1:2.67

Упрощая, мы можем сказать, что это соответствует формуле C2H6 (этан).

Таким образом, правильный ответ:

D) C2H6