Рассмотрим каждый из пунктов по порядку.
Задача 1.
Массовая доля углерода ( w_C = 83,3% ).
Относительная плотность паров относительно водорода ( D_{H_2} = 36 ).
Шаги решения:
- Определение массы водорода и углерода в молекуле:
Молекулярная формула поможет найти отношение количеств элементов.
Массовая доля углерода:
[
w_C = \frac{m_C}{m_{вещества}} \times 100%
]
- Нахождение отношения атомов:
Поскольку плотность по водороду (D_{пар} = \frac{M_{пар}}{M_{H_2}}), где (M_{пар}) — молекулярная масса вещества,
и (D_{пар} = 36).
Молекулярная масса паров:
[
M_{пар} = D_{пар} \times M_{H_2} = 36 \times 2 = 72, \text{г/моль}
]
Но это только если (M_{пар}) — его молекулярная масса. В условии, скорее, говорится о том, что
[
D_{H_2} = \frac{M_{вещества}}{M_{H_2}} = 36
]
то есть,
[
M_{вещества} = 36 \times 2 = 72,\text{г/моль}
]
Обозначим молекулярную формулу как (C_xH_y),
Запишем систему уравнений:
- Массовая часть углерода:
[
w_C = \frac{12x}{12x + y} \times 100%
]
- Масса равна молекулярной массе:
[
12x + y = 72
]
- Из доли углерода (83,3%):
[
\frac{12x}{72} \times 100% = 83,3%
]
или
[
\frac{12x}{72} = 0,833 \implies 12x = 0,833 \times 72 = 59,996 \approx 60
]
Следовательно,
[
x = \frac{60}{12} = 5
]
Тогда, из уравнения для массы:
[
12 \times 5 + y = 72 \implies 60 + y = 72 \implies y = 12
]
Ответ:
Молекулярная формула: (\boxed{\mathrm{C_5H_{12}}}).
Задача 2.
Массовые доли: C — 51,89%, H — 9,73%, Cl — 38,38%.
Относительная плотность паров по воздуху (D_{воздух} = 3,19).
Шаги решения:
- Рассчитаем молекулярную массу вещества:
[
M_{вещества} = D \times M_{воздух}
]
Плотность по воздуху:
[
D_{воздух} = \frac{M_{вещества}}{M_{воздуха}}
]
Зная, что молекулярная масса воздуха ≈ 29 г/моль,
[
M_{вещества} = 3,19 \times 29 \approx 92,51, \text{г/моль}
]
- Вычислим количество атомов.
Массы в молекуле:
- Углерод:
[
m_C = 0,5189 \times 92,51 \approx 47,98, \text{г}
]
- Водород:
[
m_H = 0,0973 \times 92,51 \approx 8,99, \text{г}
]
- Хлор:
[
m_{Cl} = 0,3838 \times 92,51 \approx 35,54, \text{г}
]
- Вычисляем число атомов:
- (x_C = \frac{47,98}{12} \approx 4)
- (x_H = \frac{8,99}{1} \approx 9)
- (x_{Cl} = \frac{35,54}{35,45} \approx 1)
Обобщим:
(\mathrm{C_4H_9Cl})
Ответ:
Молекулярная формула: (\boxed{\mathrm{C_4H_9Cl}}).
Задача 3.
Массовая доля углерода (81,8%).
Относительная плотность по азоту (D_{азот} = 1,57).
Шаги:
Молекулярная масса:
[
M_{вещества} = D_{азот} \times M_{азот} = 1,57 \times 28 \approx 43,96, \text{г}
]
Массы элементов:
- (m_C = 0,818 \times 43,96 \approx 35,95, \text{г})
- Остальные масса: (43,96 - 35,95 = 8,01, \text{г})
- Атомные количества:
(x_C = \frac{35,95}{12} \approx 3)
Остальной массой делим на водород (по условию, масса о (\mathrm{H}) вообще не дана).
Полагаем, что остальные 8,01 г — это H.
(x_H = \frac{8,01}{1} \approx 8)
Итак, формула: (\mathrm{C_3H_8}).
Ответ:
Молекулярная формула: (\boxed{\mathrm{C_3H_8}}).
Задача 4.
Массовая доля углерода 84%.
Относительная плотность по воздуху (D = 3,45).
- Молекулярная масса:
[
M_{вещества} = D \times 29 = 3,45 \times 29 \approx 100,05, \text{г}
]
Масса углерода:
[
m_C = 0,84 \times 100.05 \approx 84, \text{г}
]
Количество атомов:
- (x_C = \frac{84}{12} = 7)
Молекулярная масса: 100 г, значит масса водорода:
[
100 - 84 = 16, \text{г}
]
Количество водорода:
[
x_H = \frac{16}{1} = 16
]
Формула: (\mathrm{C_7H_{16}}).
Ответ:
Молекулярная формула: (\boxed{\mathrm{C_7H_{16}}}).
Задача 5.
Процентное содержание: C — 82,75%, H — 17,25%.
Относительная плотность по воздуху — 2.
- Молекулярная масса:
[
M_{вещества} = 2 \times 29 = 58, \text{г}
]
- Масса углерода:
[
m_C = 0,8275 \times 58 \approx 48, \text{г}
]
- Число атомов:
[
x_C = \frac{48}{12} = 4
]
Масса водорода:
[
58 - 48 = 10, \text{г}
]
[
x_H = \frac{10}{1} = 10
]
Итоговая формула: (\mathrm{C_4H_{10}}).
Общие выводы:
- C₅H₁₂
- C₄H₉Cl
- C₃H₈
- C₇H₁₆
- C₄H₁₀
Если нужно подробнее разобрать любой пункт — обращайтесь!
