Question

Гомолог метана массой 11 г при нормальных условиях занимает объем 5,5 л. установите формулу соединения

Answer 1

Раз это гомолог метана, формула СхН₂х₊₂. 
Мы знаем, что моль газа занимает объем 22,4л. Составим и решим пропорцию:
Mr(СхН₂х₊₂)   ----  22,4л
11г(СхН₂х₊₂) -----   5,5л;  
Mr(CхН₂х₊₂) = 22,4л·11г:5,5г = 44,8г, т.к. молекулярная масса складывается из атомных масс, с учетом их числа в молекуле, то:
12·х + 2·х + 2 = 44,8;  14х = 42,8; х = 3,06.
Т.к. число атомов в молекуле цельное, то х=3, т.е.  формула:  С₃Н₈

Answer 2

Для определения формулы соединения газа, зная его массу и объем при нормальных условиях, можно использовать закон газовых объемов и знание молекулярной массы атомов.

1. Начнем с закона газовых объемов, который утверждает, что объем газов в одних и тех же условиях (температура и давление) пропорционален количеству молекул газа.

2. Мы знаем, что масса гомолога метана равна 11 г, а его объем при нормальных условиях равен 5,5 л.

3. Теперь давайте определим количество молекул газа в данном объеме при нормальных условиях. Для этого используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где: P - давление (в данном случае, при нормальных условиях, 1 атмосфера), V - объем (5,5 л), n - количество молекул газа (которое нас интересует), R - универсальная газовая постоянная (постоянная Больцмана, примерно 8.314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах (при нормальных условиях, около 298 К).

4. Перепишем уравнение, чтобы выразить количество молекул (n):

n = PV / RT.

5. Подставим известные значения:

n = (1 атм) * (5,5 л) / (8.314 Дж/(моль·К) * 298 К).

n ≈ 0,024 моль.

6. Теперь, чтобы определить формулу соединения, нам нужно знать отношение массы к количеству молекул вещества. Масса молекулы метана (CH4) равна молекулярной массе метана. Молекулярная масса метана равна сумме масс атомов в молекуле:

М(CH4) = М(C) + 4 * М(H),

где М(C) - масса атома углерода, М(H) - масса атома водорода.

М(C) ≈ 12 г/моль (приблизительно), М(H) ≈ 1 г/моль.

М(CH4) ≈ 12 г/моль + 4 * 1 г/моль = 16 г/моль.

7. Теперь найдем массу молекулы метана в данном объеме:

Масса молекулы метана = молекулярная масса * количество молекул (n).

Масса молекулы метана = 16 г/моль * 0,024 моль ≈ 0,384 г.

Итак, масса молекулы метана в данном объеме составляет примерно 0,384 г. Это близко к известной массе метана (11 г), что говорит нам о том, что в данном объеме содержится приближенно к 1/30 моль метана.

Следовательно, формула соединения - CH4, что соответствует метану.