Химия

Запишем уравнение реакции горения углеводорода состава $C_{n}H_{m}$:

$C_{n}H_{m} + \left (n + \frac{m}{4} \right )O_{2} = nCO_{2} + \frac{m}{2} H_{2}O$.

Согласно данным задачи суммарные объемы исходных и конечных веществ, измеренные при одинаковых условиях, должны быть равны, причем вода находится в парообразном состоянии (температура выше $100^{ \circ }C$). Учитывая закон объемных отношений, можно записать:

$1 + n + \frac{m}{4} = n + \frac{m}{2}$.

Откуда $m = 4$, т. е. условию задачи удовлетворяют углеводороды, в молекулах которых содержится чешре атома водорода независимо от количества атомов углерода. Ими могут быть:

1) метан: $CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O$,
2) этилен: $CH_{2} = CH_{2} - C_{2}H_{4} + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 2H_{2}O$,
3) $C_{3}H_{4}$:

а) метилацетилен, пропин $CH_{3} - C \equiv CH$,
б) аллен $CH_{2} = C = CH_{2}$,
в) циклопропен

$C_{3}H_{4} + 4O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 2H_{2}O$.

4) $C_{4}H_{4}$:

а) винилацетилен $CH \equiv C - CH = CH_{2}$
б) циклобутадиен

$C_{4}H_{4} + 5O_{2} \rightarrow 4CO_{2} + 2H_{2}O$.

5) $C_{5}H_{4}$:

пента-1,3-диин, метилдиацетилен $CH \equiv C - C \equiv C - CH_{3}$

$C_{5}H_{4} + 6O_{2} \rightarrow 5CO_{2} + 2H_{2}O$.

6) все полиацетилены, отвечающие общей формуле

$H - (C \equiv C)_{x} - CH_{3}$.