5. Массовая доля углерода в углеводороде составляет 82,8%, абсолютная плотность его при н.у. равна 2,59 г/л. Выведите молекулярную формулу.

Чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, нужно сначала определить его молекулярную массу и соотношение между углеродом и водородом.

1. Определим массу молекулы углеводорода (M): Массовая доля углерода (C) составляет 82,8%. Это означает, что из 100 г углеводорода 82,8 г представляет собой углерод, а оставшиеся 17,2 г – водород (H).

   • Масса углерода (C) = 82,8 г
   • Масса водорода (H) = 100 г - 82,8 г = 17,2 г

2. Вычислим количество моль углерода и водорода:

   • Количество моль углерода: \[ n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{82,8 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 6,9 \text{ моль} \]
   • Количество моль водорода: \[ n(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{17,2 \text{ г}}{1,008 \text{ г/моль}} \approx 17,0 \text{ моль} \]

3. Определим отношение моль углерода к водороду: Для нахождения соотношения, делим количество моль каждого элемента на наименьшее из значений:

   • Углерод: \[ \frac{6,9}{6,9} = 1 \]
   • Водород: \[ \frac{17,0}{6,9} \approx 2,46 \]

Это соотношение можно округлить. Поскольку 2,46 приближается к 2,5, можно предположить, что в общей сложности удвоим это значение, чтобы получить целые числа:

• Углерод: 2
• Водород: 5

Таким образом, минимальная формула углеводорода может быть \(C_2H_5\).

4. Определим молекулярную массу: Рассчитаем молекулярную массу \(C_2H_5\): \[ M(C_2H_5) = 2 \times 12,01 + 5 \times 1,008 \approx 24,02 + 5,04 = 29,06 \text{ г/моль} \]

5. Используем плотность для определения молекулярной формулы: Известно, что при нормальных условиях (н.у.) один моль газа занимает 22,4 л. Поэтому найдем массу одного моля углеводорода, используя его плотность: \[ \text{Плотность} = \frac{\text{масса}}{\text{объем}} \quad \Rightarrow \quad \text{масса} = \text{плотность} \times \text{объем} = 2,59 \text{ г/л} \times 22,4 \text{ л} \approx 58,0 \text{ г} \]

Итак, молекулярная масса составляет около 58 г/моль. Чтобы найти молекулярную формулу, делим молекулярную массу на массу минимальной формулы: \[ k = \frac{58}{29} \approx 2 \]

Следовательно, молекулярная формула углеводорода: \[ C_{2 \times 2}H_{5 \times 2} = C_4H_{10} \]

Таким образом, молекулярная формула углеводорода в данной задаче – \(C_4H_{10}\).