Question

Выведите формулу вещества, содержащего в массовых долях 75% углерода и 25% водорода. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 0,55.

Answer 1

Решение есть на фотографии

Answer 2

Давайте начнем с расчета молекулярной формулы вещества на основе данных о его массовых долях углерода и водорода.

Сначала определим отношение числа атомов углерода (C) к числу атомов водорода (H) в молекуле вещества:

Массовая доля углерода (C) = 75% Массовая доля водорода (H) = 25%

Давайте предположим, что у нас есть 100 граммов вещества. Тогда масса углерода (mC) составит 75 граммов (по 75% от 100 г), а масса водорода (mH) составит 25 граммов (по 25% от 100 г).

Далее, давайте найдем молекулярные массы углерода (MC) и водорода (MH): Атомная масса углерода (C) ≈ 12 г/моль Атомная масса водорода (H) ≈ 1 г/моль

Теперь можно рассчитать количество молей углерода (nC) и водорода (nH): nC = mC / MC = 75 г / 12 г/моль ≈ 6.25 моль nH = mH / MH = 25 г / 1 г/моль = 25 моль

Для нахождения простейшей молекулярной формулы, давайте поделим количество молей каждого элемента на наименьшее количество молей (6.25 моль в случае углерода):

nC / nC = 6.25 моль / 6.25 моль = 1 nH / nC = 25 моль / 6.25 моль ≈ 4

Таким образом, простейшая молекулярная формула будет C1H4.

Однако данная молекулярная формула не соответствует отношению относительной плотности паров вещества по воздуху (0,55). Поэтому нам нужно учитывать это значение для более точного определения молекулярной формулы.

Относительная плотность паров (ρ) вещества по воздуху вычисляется как отношение молекулярной массы вещества (M) к молекулярной массе воздуха (29 г/моль, приблизительно): ρ = M / 29

Подставляя значение ρ = 0,55, мы можем выразить молекулярную массу вещества (M):

0,55 = M / 29 M = 0,55 * 29 M ≈ 15,95 г/моль

Теперь мы можем рассчитать, сколько молекул каждого элемента содержится в молекуле вещества, зная молекулярные массы:

nC = mC / MC = 75 г / 12 г/моль ≈ 6.25 моль nH = mH / MH = 25 г / 1 г/моль = 25 моль

nMolecule = nC + nH ≈ 6.25 + 25 = 31.25 моль

Поскольку у нас не может быть долей молекул, мы округлим количество молекул до целого числа, получив:

nMolecule ≈ 31 моль

Теперь мы можем рассчитать средний количество атомов углерода и водорода в одной молекуле:

Средний количество атомов C = nC / nMolecule ≈ 6.25 моль / 31 моль ≈ 0.2 Средний количество атомов H = nH / nMolecule ≈ 25 моль / 31 моль ≈ 0.8

Исходя из этого, мы можем записать молекулярную формулу в виде: CH4.

Итак, молекулярная формула вещества, содержащего 75% углерода и 25% водорода, с относительной плотностью паров 0,55, будет CH4 (метан).