При сжигании углеводорода массой 6,4 г образовалось 19,8 г углекислого газа и 9 г воды. Относительная плотность вещества по кислороду равна 4. Найдите молекулярную формулу углеводорода.

Решение.

Пусть углеводород имеет формулу $C_xH_y$. При полном сгорании образовались:

• $m(\text{CO}_2)=19{,}8\ \text{г} \Rightarrow n(\text{CO}_2)=\frac{19{,}8}{44}=0{,}45\ \text{моль}$. Это же количество молей атомов углерода: $n(C)=0{,}45\ \text{моль}$, масса углерода $m_C=0{,}45\cdot 12=5{,}4\ \text{г}$.

• $m(\text{H}_2\text{O})=9\ \text{г} \Rightarrow n(\text{H}_2\text{O})=\frac{9}{18}=0{,}5\ \text{моль}$. Тогда атомов водорода $n(H)=2\cdot 0{,}5=1{,}0\ \text{моль}$, масса водорода $m_H=1{,}0\ \text{г}$.

Проверка массы исходного вещества: $5{,}4+1{,}0=6{,}4\ \text{г}$ — совпадает с условием.

Отношение атомных количеств: $C:H=0{,}45:1{,}0$. Делим на 0,45:

Относительная плотность по кислороду равна 4, значит молярная масса вещества $M=4\cdot M(\text{O}_2)=4\cdot 32=128\ \text{г/моль}$. Для $C_9H_{20}$ $M=9\cdot 12+20=108+20=128\ \text{г/моль}$ — совпадает.

Ответ: $\boxed{C_9H_{20}}$ (нонан).