Какова массовая доля углерода в неизвестном углеводороде, если она равна 85,71%, и 1 моль данного соединения содержит 5,4⋅10^24 атомов? Это вещество обладает сильным обезболивающим действием и используется как ингаляционное анестезирующее средство. Каково название этого соединения по номенклатуре ИЮПАК, учитывая, что оно может быть получено внутримолекулярной реакцией Вюрца из соответствующего дигалогеналкана?

Химия 11 класс Углеводороды и их производные массовая доля углерода углеводород ингаляционное анестезирующее средство номенклатура ИЮПАК внутримолекулярная реакция Вюрца Новый

Для начала давайте разберем, как мы можем найти молекулярную формулу углеводорода, зная, что массовая доля углерода составляет 85,71% и что 1 моль этого соединения содержит 5,4⋅10^24 атомов.

Шаг 1: Определение количества атомов в 1 моле.

В 1 моле любого вещества содержится число Авогадро атомов, которое равно примерно 6,022⋅10^23 атомов. Мы можем использовать это значение, чтобы найти количество молей вещества:

• Количество атомов углерода в 1 моле: 5,4⋅10^24 атомов.
• Количество молей: 5,4⋅10^24 атомов / 6,022⋅10^23 атомов/моль ≈ 9 моль.

Шаг 2: Определение состава углеводорода.

Теперь, зная, что в 1 моле углеводорода содержится 9 моль атомов углерода, мы можем определить, сколько атомов водорода в этом углеводороде. Углерод составляет 85,71% от общей массы углеводорода. Это означает, что оставшаяся часть (14,29%) – это водород.

Предположим, что молекулярная формула углеводорода имеет вид CxHy. Тогда:

• Масса углерода в 1 моле: x * 12 г/моль.
• Масса водорода в 1 моле: y * 1 г/моль.

Общая масса углеводорода будет равна (x * 12 + y * 1) г/моль.

Так как массовая доля углерода равна 85,71%, мы можем записать уравнение:

• (x * 12) / (x * 12 + y) = 0,8571.

Шаг 3: Решение уравнения.

Умножим обе стороны на (x * 12 + y):

• x * 12 = 0,8571 * (x * 12 + y).

Раскроем скобки:

• x * 12 = 0,8571 * x * 12 + 0,8571 * y.

Переносим все слагаемые с x в одну сторону:

• x * 12 - 0,8571 * x * 12 = 0,8571 * y.

Выносим x * 12 за скобки:

• x * 12 * (1 - 0,8571) = 0,8571 * y.

Теперь можем выразить y через x:

• y = (x * 12 * 0,1429) / 0,8571.

Шаг 4: Определение соотношения x и y.

Если мы подставим x = 9 (количество атомов углерода), то:

• y = (9 * 12 * 0,1429) / 0,8571 ≈ 1,5.

Это означает, что в молекуле углеводорода содержится 9 атомов углерода и примерно 14 атомов водорода, что в конечном итоге дает формулу C9H14.

Шаг 5: Определение названия соединения.

Согласно номенклатуре ИЮПАК, это соединение будет называться "нонаден" (nonadiene), так как оно может быть получено из соответствующего дигалогеналкана путем внутримолекулярной реакции Вюрца.

Таким образом, углеводород с массовой долей углерода 85,71% и количеством атомов 5,4⋅10^24 в 1 моле имеет молекулярную формулу C9H14 и называется "нонаден".