При очистке сточных вод, содержащих органические вещества, методом брожения выделился газ с относительной плотностью по кислороду 0,5. Определите молекулярную формулу этого газа, если известно, что он состоит из углерода и водорода и используется на водоочистительных станциях как горючее. Также известно, что содержание в нём водорода составляет 25 % (по массе). В ответе укажите название газа с маленькой буквы.

Для решения задачи необходимо определить молекулярную формулу газа, который выделяется при биоразложении органических веществ, и известны следующие параметры: 1. Относительная плотность газа по кислороду (O2) составляет 0,5. 2. Газ состоит из углерода (C) и водорода (H). 3. Содержание водорода в газе по массе составляет 25 %. ### Шаг 1: Определение молекулярной массы газа Относительная плотность газа по кислороду равна 0,5. Это значит, что молекулярная масса нашего газа (M) в 2 раза меньше молекулярной массы кислорода (O2): - Молекулярная масса кислорода (O2) = 32 г/моль Следовательно, молекулярная масса газа: \[ M = 0,5 \times 32 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г/моль} \] ### Шаг 2: Определение массовых долей углерода и водорода Известно, что содержание водорода в газе составляет 25% по массе, следовательно: - Массовая доля водорода (H) = 25% - Массовая доля углерода (C) = 100% - 25% = 75% ### Шаг 3: Определение количества атомов в формуле Пусть: - x — количество атомов углерода (C) - y — количество атомов водорода (H) Масса одномольного газа можно выразить как: \[ 12x + 1y = 16 \] С учетом массовых долей: - \( \frac{12x}{12x + y} = 0.75 \) - \( \frac{y}{12x + y} = 0.25 \) ### Шаг 4: Решение уравнений Определим y через x из второго уравнения: \[ y = 0.25(12x + y) \] Решая это уравнение от y: \[ y - 0.25y = 3x \] \[ 0.75y = 3x \] \[ y = \frac{4x}{1} \quad (1) \] Теперь подставим y в первое уравнение: \[ 12x + 4x = 16 \] \[ 16x = 16 \] \[ x = 1 \] Теперь подставляем x в уравнение (1): \[ y = 4 \cdot 1 = 4 \] ### Шаг 5: Молекулярная формула Таким образом, мы получили, что: - \( x = 1 \) (углерод) - \( y = 4 \) (водород) Таким образом, молекулярная формула газа — \( CH_4 \). ### Заключение Этот газ — метан. Ответ: метан.