Углеводород содержит 16,28% водорода. Плотность этого вещества при нормальных условиях 3,839г/л.Найдите молекулярную формулу этого углеводорода

Давайте решим задачу поэтапно. ### Шаг 1. Определение массовых долей элементов Дано: - Массовая доля водорода (\(w_H\)) = 28,28% - Остальная часть — углерод: \(100\% - 28,28\% = 71,72\%\) ### Шаг 2. Определение отношения атомов \(C / H\) по массовым долям Молярные массы: - \(M_C = 12,01\,г/моль\) - \(M_H = 1,008\,г/моль\) Рассчитаем числовые соотношения атомов: \[ \frac{n_C}{n_H} = \frac{w_C / M_C}{w_H / M_H} \] где: - \(w_C = 71,72\%\) = 0,7172 - \(w_H = 28,28\%\) = 0,2828 Подставляем: \[ \frac{n_C}{n_H} = \frac{0,7172/12,01}{0,2828/1,008} = \frac{0,05973}{0,28} \approx 0,213 \] Это — отношение атомов C к H. Для удобства возьмем минимальное целое число: \[ C : H \approx 1 : 4.7 \] округлим к целому: \[ C : H \approx 1 : 5 \] Итак, молекулярная формула, приближенно, может быть \(C_1H_5\). Но такие формулы не типичны, поэтому далее учтём молекулярную массу. ### Шаг 3. Определение молекулярной массы по плотности Дано: - Плотность при н.у. \(d = 3,839\,г/л\) Молекулярная масса \(M\): \[ M = \frac{d \cdot R \cdot T}{P} \] где: - \(R = 8,314\,Дж/(моль\cdot К)\), - \(T = 273\,К\), - \(P = 1\,атм = 101325\,Па\), - преобразуем плотность в г/л, чтобы учесть в формуле: Аналитическая формула (при н.у.) для молекулярной массы через плотность: \[ M = \frac{d \cdot RT}{P} \] где \(d\) — г/л, \(R = 0,0821\,л\cd *\,атм/(моль\,К)\). Подставим: \[ M = \frac{3,839\,г/л \times 0,0821\,л\,атм/(моль\,К) \times 273\,К}{1\,атм} \] \[ M \approx 3,839 \times 0,0821 \times 273 \approx 3,839 \times 22.4 \approx 86\,г/моль \] ### Итог: молекулярная масса ≈ 86 г/моль. ### Шаг 4. Определение формулы Предположим формулу \( C_xH_y \): \[ 12x + y = 86 \] Также из отношения атомов получаем: \[ \frac{y}{x} \approx 5 \] подставим \( y = 5x \): \[ 12x + 5x = 86 \Rightarrow 17x = 86 \Rightarrow x = 5 \] Тогда: \[ y = 5 \times 5 = 25 \] **Ответ:** молекулярная формула — **\(C_5H_{25}\)**. Но такая формула необычна — сомнения возникают в связи с тем, что, скорее, исходные вычисления требуют уточнения. Рассмотрим более логичный вариант. ### Проверка: Молекула \(C_5H_{12}\) — это пентан (масса 72 г/моль). Молекула \(C_6H_{14}\) — это каменный уголь (масса 86 г/моль). Масса 86 г/моль соотвествует \(C_6H_{14}\), а не \(C_5H_{25}\). Таким образом, **молекулярная формула — \(C_6H_{14}\)**. ### Итог: **Молекулярная формула \(C_6H_{14}\)**. --- **Ответ:** **\(C_6H_{14}\)**.