. 1.Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 83,3%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 36. 2. Найдите…

Давайте последовательно решим каждый из поставленных вопросов.

---

1. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 83,3%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 36.

Решение:

• Массовая доля C: 83,3%, H: 16,7%

• Масса молекулы (на 100 г): C — 83,3 г, H — 16,7 г.

• Молярность веществ:

  • \( n_C = \frac{83,3}{12} \approx 6,944 \)
  • \( n_H = \frac{16,7}{1} = 16,7 \)

• Отношение:

\[ \frac{n_H}{n_C} \approx \frac{16,7}{6,944} \approx 2,404 \]

Приблизительно: \( \frac{n_H}{n_C} \approx 2,4 \)

Наименьшее целое отношение: Умножим оба числа на 5:

\[ n_C : n_H \approx 5 : 12 \]

• Молекулярная формула (пока что): \( C_5H_{12} \)

• Теперь используем отношение молекулярной массы:

Относительная плотность паров по водороду \( D_{H_2} = 36 \)

Плотность по водороду равна:

\[ D_{H_2} = \frac{M_{вещества}}{2} \]

где \( M_{вещества} \) — молекулярная масса.

Следовательно,

\[ M_{вещества} = D_{H_2} \times 2 = 36 \times 2 = 72 \]

Молекулярная масса \( C_5H_{12} \):

\[ 5 \times 12 + 12 \times 1 = 60 + 12 = 72 \]

Совпадает!

Ответ:

Молекулярная формула: \( C_5H_{12} \).

---

2. Найдите молекулярную формулу органического вещества, если известно, что массовая доля углерода — 51,89%, водорода — 9,73%, хлора — 38,38%. Относительная плотность паров по воздуху равна 3,19.

Решение:

• Массы в 100 г:

  • C: 51,89 г, \( n_C = 51,89/12 \approx 4,324 \)
  • H: 9,73 г, \( n_H = 9,73/1=9,73 \)
  • Cl: 38,38 г, \( n_{Cl} = 38,38/35,45 \approx 1,082 \)

• Отношения:

\[ n_C : n_H : n_{Cl} \approx 4,324 : 9,73 : 1,082 \]

Делим все на 1,082:

\[ C: 4,324/1,082 \approx 4,0 \] \[ H: 9,73/1,082 \approx 9,0 \] \[ Cl: 1,082/1,082 =1 \]

Модель: \( C_4H_9Cl \).

• Молекулярная масса:

\[ 4 \times 12 + 9 \times 1 + 35,45 = 48 + 9 + 35,45 = 92,45 \]

• Относительная плотность по воздуху:

\[ D = \frac{M_{вещества}}{M_{воздуха}} \Rightarrow M_{вещества} = 3,19 \times 29 = 92,51 \]

Масса совпадает с расчетной, следовательно, молекулярная формула: \( C_4H_9Cl \).

---

3. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода составляет 81,8%. Относительная плотность по азоту равна 1,57.

Решение:

• Масса C: 81,8 г, \( n_C = 81,8/12 \approx 6,817 \)

• Масса H: \( 100 - 81,8 = 18,2 \) г, \( n_H = 18,2/1=18,2 \)

• Отношение:

\[ n_H / n_C \approx 18,2/6,817 \approx 2,67 \]

Близко к \( 8/3 \approx 2,67 \), значит:

\[ C_3H_8 \]

Проверьте молекулярную массу:

\[ 3 \times 12 + 8 \times 1 = 36 + 8 = 44 \]

Относительная плотность по азоту:

\[ D_{N_2} = \frac{M_{вещества}}{28} = 1,57 \Rightarrow M_{вещества} \approx 1,57 \times 28 = 43,96 \]

Совпадает с 44, следовательно, молекулярная формула: \( C_3H_8 \).

---

4. Углеводород: массовая доля углерода — 84%. Относительная плотность паров по воздуху — 3,45.

Решение:

Масса C: 84 г, \( n_C = 84/12 = 7 \).

Масса H: 16 г, \( n_H= 16/1=16 \).

Отношение:

\[ n_H / n_C = 16/7 \approx 2,29 \]

Близко к 2, что указывает на \( C_2H_4 \) (этилен).

Молекулярная масса \( C_2 H_4 \):

\[ 2 \times 12 + 4 = 24 + 4=28 \]

Относительная плотность:

\[ D = \frac{28}{29} \approx 0,97 \]

Но по условию плотность по воздуху равна 3,45, что равняется:

\[ M_{вещества} = 3,45 \times M_{воздуха} = 3,45 \times 28.97 \approx 100 \]

Похоже, что формула — это этан (C₂H₆). Проверьте:

Масса \( C_2H_6 \):

\[ 2 \times 12 + 6=24+6=30 \]

Молекулярная масса не совпадает с 100, вероятно, это другой углеводород.

Поскольку масса около 100, наиболее вероятная формула — C₄H₁₀ (бутан):

Масса: 58.

Может ли масса быть около 100? В таком случае, молекула:

\[ C_5H_{12} \Rightarrow 60 + 12=72 \]

Меньше, чем 100.

Итак, пересмотрим:

Масса \( M_{вещества} = 3,45 \times 28.97 \approx 100 \).

Значит, искомое — более тяжелое соединение, например, C₆H₁₄ (гексан):

\[ 6 \times 12 + 14=72 +14=86 \]

или C₈H₁₈:

\[ 8 \times 12 + 18=96 + 18=114 \]

Наиболее подходящее — C₆H₁₄ (86), чуть меньше 100.

Единственно, что можно сказать точно: это углеводород с молекулой около 100, например, C₇H₁₆:

\[ 7 \times 12 + 16=84+16=100 \]

Совпадает идеально.

Ответ:

Молекулярная формула — \( C_7H_{16} \) (гептан).

---

5. Выведите формулу вещества, содержащего 82,75% углерода и 17,25% водорода. Относительная плотность паров по воздуху равна 2.

Решение:

• Массы C и H:

  • C: 82,75 г, \( n_C = 82,75/12 \approx 6,8958 \)
  • H: 17,25 г, \( n_H=17,25/1=17,25 \)

• Отношение:

\[ n_H / n_C \approx 17,25/6,8958 \approx 2,5 \]

Это отношение примерно равно \( 5/2 \), значит:

\[ C_2H_5 \]

Молекулярная масса:

\[ 2 \times 12 + 5=24+5=29 \]

• Молекулярная масса на основе плотности:

\[ M_{вещества} = 2 \times D = 2 \times 2=4 \]

Но это не совпадает.

Похоже, мы должны найти молекулу, с массой равной:

\[ M_{вещества} = D \times M_{воздуха} = 2 \times 29=58 \]

Молекула с массой 58:

\[ C_4H_{10} \ (бутан): 58 \]

или:

\[ C_3H_8: 44 \]

Меньше, чем 58, значит — C₅H_{12} с массой 72, больше.

Раз у нас около 58, скорее всего, это C₄H_{10} (бутан).

---

Итоговые ответы:

1. \( C_5H_{12} \)
2. \( C_4H_9Cl \)
3. \( C_3H_8 \)
4. \( C_6H_{14} \) или \( C_7H_{16} \) — наиболее вероятное, исходя из данных, — скорее \( C_6H_{14} \)
5. \( C_3H_8 \) или \( C_4H_{10} \) — наиболее вероятное — \( C_4H_{10} \)

---

Если понадобится уточнение или подробное объяснение по любому из пунктов — обращайтесь!