Какова формула молекулы углеводорода, если массовая доля углерода равна 92,31%, водорода - 7,69%, а его относительная плотность по отношению к воздуху составляет 0,897?

Химия 11 класс Определение молекулярной формулы органических соединений формула углеводорода массовая доля углерода относительная плотность химия 11 класс задачи по химии Новый

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.