Чтобы определить формулу молекулы углеводорода, нам нужно выполнить несколько шагов:

1. Определение молекулярной массы углеводорода:

   Относительная плотность углеводорода по отношению к воздуху равна 0,897. Это означает, что его плотность меньше плотности воздуха. Плотность воздуха приблизительно равна 1,29 г/л. Следовательно, плотность нашего углеводорода будет:

   • Плотность углеводорода = 0,897 * 1,29 г/л = 1,156 г/л.

   Теперь, используя закон идеальных газов (PV = nRT),мы можем определить молекулярную массу углеводорода:

   • При стандартных условиях (0°C и 1 атм),1 моль газа занимает объем 22,4 л.
   • Молекулярная масса (M) = Плотность (ρ) * Объем (V) = 1,156 г/л * 22,4 л/моль = 25,9 г/моль.
2. Определение количества углерода и водорода:

   Теперь мы знаем, что массовая доля углерода составляет 92,31%, а водорода - 7,69%. Мы можем определить, сколько граммов углерода и водорода содержится в 100 г углеводорода:

   • Углерод: 92,31 г
   • Водород: 7,69 г
3. Определение количества моль углерода и водорода:

   Теперь мы найдем количество моль каждого элемента, используя их молярные массы:

   • Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
   • Молярная масса водорода (H) = 1 г/моль

   Теперь вычислим количество моль:

   • Количество моль углерода = 92,31 г / 12 г/моль ≈ 7,69 моль
   • Количество моль водорода = 7,69 г / 1 г/моль = 7,69 моль
4. Определение соотношения элементов в углеводороде:

   Теперь, чтобы получить эмпирическую формулу, мы делим количество моль каждого элемента на наименьшее количество моль:

   • Соотношение углерода = 7,69 / 7,69 = 1
   • Соотношение водорода = 7,69 / 7,69 = 1

   Таким образом, эмпирическая формула углеводорода – CH.

5. Определение молекулярной формулы:

   Теперь, чтобы найти молекулярную формулу, нам нужно соотнести молекулярную массу (25,9 г/моль) с эмпирической массой (C + H = 12 + 1 = 13 г/моль):

   • 25,9 г/моль / 13 г/моль ≈ 2

   Это означает, что молекулярная формула будет в два раза больше эмпирической:

   • Молекулярная формула = C2H2.

Итак, молекула углеводорода имеет формулу C2H2, что соответствует этилену.