Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 20%, относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,035
Для нахождения молекулярной формулы углеводорода, начнем с тех данных, которые у нас есть:
Массовая доля водорода (H) в углеводороде составляет 20%. Это значит, что на 100 г углеводорода приходится 20 г водорода и 80 г углерода (C).
Рассчитаем количество молей углерода и водорода:
- Молярная масса углерода (C) ≈ 12 г/моль.
- Молярная масса водорода (H) ≈ 1 г/моль.
Количество молей углерода: \[ n_C = \frac{80 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 6.67 \text{ моль} \]
Количество молей водорода: \[ n_H = \frac{20 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 20 \text{ моль} \]
Определим отношение количества молей: \[ \frac{n_C}{n_H} = \frac{6.67}{20} \approx 0.33 \] Это отношение показывает, что на 1 моль углерода приходится примерно 3 моль водорода, а значит, формула углеводорода может быть представлена в виде \( C_1H_3 \), что соответствует пропену \( C_3H_6 \).
Теперь рассмотрим относительную плотность углеводорода по воздуху. Для этого нам нужно знать, что относительная плотность (d) углеводорода по воздуху равна 1.035: \[ d = \frac{\text{Молярная масса углеводорода (M)}}{\text{Молярная масса воздуха (M_{air})}}. \] Принимаем, что молярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль.
Тогда: \[ M = d \cdot M_{air} = 1.035 \cdot 29 \approx 30 г/моль. \]
- Теперь мы можем определить молекулярную формулу. Если углеводород имеет формулу \( C_nH_{2n+2} \) (насыщенный углеводород), при равенстве молярной массы 30 г/моль:
\[ 12n + 2n + 2 = 30. \] Это уравнение можно преобразовать: \[ 14n + 2 = 30 \Rightarrow 14n = 28 \Rightarrow n = 2. \]
Таким образом, молекулярная формула углеводорода будет \( C_2H_6 \), что соответствует этану.
Ответ: молекулярная формула углеводорода - \( C_2H_6 \) (этан).
