Для решения задачи начнем с определения, какие элементы входят в состав углеводорода и каковы их массы. У нас есть углерод (C) и водород (H). Известно, что масса углеводорода составляет 20.00 г, а содержание углерода равно 16.55 г.

Шаг 1: Определим массу водорода.

• Масса углеводорода = 20.00 г
• Масса углерода = 16.55 г
• Масса водорода = Масса углеводорода - Масса углерода

Подставим значения:

Масса водорода = 20.00 г - 16.55 г = 3.45 г

Шаг 2: Найдем количество молей углерода и водорода.

• Молярная масса углерода (C) = 12.01 г/моль
• Молярная масса водорода (H) = 1.008 г/моль

Теперь рассчитаем количество молей:

• Количество молей углерода = Масса углерода / Молярная масса углерода = 16.55 г / 12.01 г/моль ≈ 1.38 моль
• Количество молей водорода = Масса водорода / Молярная масса водорода = 3.45 г / 1.008 г/моль ≈ 3.42 моль

Шаг 3: Найдем соотношение атомов углерода и водорода в углеводороде.

Теперь найдем наименьшее целое число, которое соответствует соотношению количества молей:

• Для углерода: 1.38 моль / 1.38 ≈ 1
• Для водорода: 3.42 моль / 1.38 ≈ 2.48

Приблизительно соотношение углерода к водороду будет 1:2.5. Умножим на 2, чтобы получить целые числа:

• Углерод: 1 * 2 = 2
• Водород: 2.5 * 2 = 5

Шаг 4: Определим простейшую формулу.

Таким образом, простейшая формула углеводорода: C2H5.

Шаг 5: Найдем молекулярную формулу.

Теперь определим молекулярную формулу. Для этого необходимо знать молярную массу простейшей формулы (C2H5):

• Молярная масса C2H5 = (2 * 12.01) + (5 * 1.008) = 24.02 + 5.04 = 29.06 г/моль.

Сравним с молярной массой углеводорода, которую мы можем найти из общей массы:

• Молярная масса углеводорода = Масса углеводорода / Количество молей углерода и водорода.

Мы уже нашли, что общее количество углерода и водорода приблизительно равно 4.8 моль (1.38 + 3.42),поэтому:

Молярная масса углеводорода = 20.00 г / 4.8 моль ≈ 4.17 г/моль.

Поскольку молярная масса углеводорода не соответствует целым кратным простейшей формулы, мы можем предположить, что это уже молекулярная формула. Исходя из этого, молекулярная формула также будет C2H5.

Шаг 6: Структурные формулы.

Структурные формулы для C2H5 могут быть следующими:

• Этан (C2H6): H3C-CH2-
• Этилен (C2H4): H2C=CH2

Таким образом, у нас есть простейшая формула C2H5 и молекулярная формула C2H6, а также структурные формулы для соответствующих веществ.