Массовая доля азота в мононитропроизводном алкана равна 13,59%. Определите молекулярную формулу алкана.

Задача: массовая доля азота в мононитропроизводном алкана равна 13,59%. Определите молекулярную формулу алкана. Пояснение по шагам - Пусть исходный алкан имеет формулу CnH2n+2. - Мононитропроизводное образуется заменой одного атома H на группу NO2, поэтому формула становится CnH2n+1NO2. В молекуле содержится один атом азота. - Молярная масса (приближённо, в г/моль): M = n·12,01 + (2n+1)·1,008 + 14,01 + 2·16,00. - Это можно упростить до M ≈ 14,026n + 47,018. - Массовая доля азота w_N = масса N / молярная масса всей молекулы = 14,01 / M. - По условию w_N = 0,1359. Значит: - M = 14,01 / 0,1359 ≈ 103,09 г/моль. - Подставляем в выражение M = 14,026n + 47,018: 14,026n + 47,018 ≈ 103,09 14,026n ≈ 103,09 − 47,018 ≈ 56,072 n ≈ 56,072 / 14,026 ≈ 4,0. - Следовательно, исходный алкан имеет n = 4, то есть формула C4H10. Проверка (примерная) - Мононитропроизводное: C4H9NO2. - Молярная масса приблизительно: 4×12,01 + 9×1,008 + 14,01 + 2×16,00 ≈ 103,12 г/моль. - Масса азота: 14,01 г/моль. - w_N ≈ 14,01 / 103,12 ≈ 0,1357 (≈ 13,57%), что близко к заданным 13,59%. Ответ - Молекулярная формула исходного алкана: C4H10 (это бутан; у него есть изомеры: н-бутан и изобутан, но молекулярная формула одинакова).