Question

Определите молекулярную формулу углеводорода, если массовая доля углерода равна 80%, а водорода 20%. Относительная плотность данного вещества по водороду равна 15.

Answer 1

Чтобы перейти от массовых долей углерода, водорода и кислорода к их индексам в молекулярной формуле, запишем массовые доли в виде соотношений и разделим массовые доли на атомные массы соответствующих элементов (для С - на 12, для H - на 1, для O - на 16). Таким образом мы от соотношения масс перейдем к соотношениям количеств вещества, то есть к простейшей формуле:

                      80%    20%
n(C) : n(H) =  ------ : ------- = 6,67 : 20
                       12         1

Для перехода к целым числам, разделим на мЕньшее из получившихся чисел (в данном случае, на 6,67) и округляем до целых:

                      6,67      20
n(C) : n(H) = ------- : ------- = 1 : 3
                      6,67     6,67

Простейшая формула C₁H₃ или CH₃. 
Молекулярная масса M(CH₃) = 15

Фактическую молекулярную массу найдем из относительной плотности по водороду:
M = 2*D(H₂) = 2*15 = 30

Как видно, фактическая молекулярная масса в два раза больше, значит в формуле индексы должны быть в два раза больше: C₂H₆ 

Ответ: C₂H₆ 
(Можно предположить, что это этан)

Answer 2

Определение молекулярной формулы углеводорода

Для определения молекулярной формулы углеводорода с заданными параметрами (массовая доля углерода, массовая доля водорода и относительная плотность), мы можем использовать следующие шаги:

1. Найдем мольные доли углерода и водорода в данном углеводороде. 2. Определим мольное отношение углерода к водороду. 3. Найдем молекулярную формулу углеводорода.

Шаг 1: Нахождение мольных долей углерода и водорода

Массовая доля углерода (C) составляет 80%, а массовая доля водорода (H) составляет 20%. Давайте предположим, что мы имеем 100 граммов углеводорода. Тогда:

- Масса углерода (mC) = 80 г - Масса водорода (mH) = 20 г

Теперь мы можем найти количество вещества каждого элемента, используя их молярные массы:

- Molar mass of carbon (MC) = 12 g/mol - Molar mass of hydrogen (MH) = 1 g/mol

Таким образом, количество вещества углерода (nC) и водорода (nH) можно найти по формулам:

- nC = mC / MC = 80 g / 12 g/mol = 6.67 mol - nH = mH / MH = 20 g / 1 g/mol = 20 mol

Теперь мы знаем мольные доли углерода и водорода в данном углеводороде.

Шаг 2: Определение мольного отношения углерода к водороду

Мольное отношение углерода к водороду можно найти, поделив количество вещества углерода на количество вещества водорода:

- Мольное отношение C:H = nC / nH = 6.67 mol / 20 mol ≈ 1:3

Таким образом, у нас есть мольное отношение углерода к водороду, близкое к 1:3.

Шаг 3: Нахождение молекулярной формулы углеводорода

Теперь, зная мольное отношение углерода к водороду, мы можем предположить молекулярную формулу углеводорода. Учитывая, что относительная плотность по водороду равна 15, мы можем предположить, что молекулярная формула углеводорода будет кратной:

- Для углерода (C) мольная масса равна 12 g/mol - Для водорода (H) мольная масса равна 1 g/mol

Таким образом, если молекулярная формула углеводорода имеет вид CxHy, где x и y - целые числа, то отношение масс углерода к водороду в молекуле должно быть равно отношению их молекулярных масс:

12x / 1y = 15

Решив это уравнение, мы можем найти значения x и y, и, следовательно, молекулярную формулу углеводорода.

Давайте рассчитаем это значение.