Для определения молекулярной формулы углеводорода на основе заданных данных, начнём с анализа массовой доли углерода. Мы знаем, что массовая доля углерода составляет 85,7%. Это означает, что в 100 г углеводорода содержится 85,7 г углерода и 14,3 г водорода.
Теперь найдем соотношение атомов углерода и водорода:
Теперь найдем соотношение между количеством моль углерода и водорода: C:H≈7,14:14,2≈1:2
\text{C:H} \approx 7,14:14,2 \approx 1:2 C:H≈7,14:14,2≈1:2
Таким образом, мы имеем отношение C:H примерно 1:2, что указывает на то, что возможная формула углеводорода может быть CnH2n илианалогичнойили аналогичнойилианалогичной.
Так как массовая доля углерода достаточно высока, молекулы с одним атомом углерода например,метан(CH4)например, метан (CH₄)например,метан(CH4) не подойдут. Теперь нам нужно проверить предложенные варианты, исходя из соотношений и плотности:
C₂H₆ этанэтанэтан: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 2 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 6 = 30 г/мольC₄H₈ бутенбутенбутен: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 4 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 8 = 56 г/мольC₃H₄ пропинпропинпропин: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 3 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 4 = 40 г/мольC₄H₂ бутинбутинбутин: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 4 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 2 = 50 г/моль
Необходимо также рассмотреть плотность углеводорода по азоту, которая равна 2. Это можно привести к вычислению молекулярной массы углеводорода. Плотность по азоту плотностьгазаплотность газаплотностьгаза равна отношению молекулярной массы углеводорода к молекулярной массе азота, которая составляет 28 г/моль:
Из предложенных вариантов наиболее близкая по массе формула - это вариант C₄H₈ бутенбутенбутен с молекулярной массой 56 г/моль. Таким образом, правильный ответ:
Для определения молекулярной формулы углеводорода на основе заданных данных, начнём с анализа массовой доли углерода. Мы знаем, что массовая доля углерода составляет 85,7%. Это означает, что в 100 г углеводорода содержится 85,7 г углерода и 14,3 г водорода.
Теперь найдем соотношение атомов углерода и водорода:
Находим количество моль углерода:
nC=85,7 г12,01 г/моль≈7,14 моль n_C = \frac{85,7 \text{ г}}{12,01 \text{ г/моль}} \approx 7,14 \text{ моль}
nC =12,01 г/моль85,7 г ≈7,14 моль
Находим количество моль водорода:
nH=14,3 г1,008 г/моль≈14,2 моль n_H = \frac{14,3 \text{ г}}{1,008 \text{ г/моль}} \approx 14,2 \text{ моль}
nH =1,008 г/моль14,3 г ≈14,2 моль
Теперь найдем соотношение между количеством моль углерода и водорода:
C:H≈7,14:14,2≈1:2 \text{C:H} \approx 7,14:14,2 \approx 1:2
C:H≈7,14:14,2≈1:2
Таким образом, мы имеем отношение C:H примерно 1:2, что указывает на то, что возможная формула углеводорода может быть CnH2n илианалогичнойили аналогичнойилианалогичной.
Так как массовая доля углерода достаточно высока, молекулы с одним атомом углерода например,метан(CH4)например, метан (CH₄)например,метан(CH4 ) не подойдут. Теперь нам нужно проверить предложенные варианты, исходя из соотношений и плотности:
C₂H₆ этанэтанэтан: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 2 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 6 = 30 г/мольC₄H₈ бутенбутенбутен: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 4 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 8 = 56 г/мольC₃H₄ пропинпропинпропин: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 3 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 4 = 40 г/мольC₄H₂ бутинбутинбутин: C 12г/моль12 г/моль12г/моль × 4 + H 1г/моль1 г/моль1г/моль × 2 = 50 г/мольНеобходимо также рассмотреть плотность углеводорода по азоту, которая равна 2. Это можно привести к вычислению молекулярной массы углеводорода. Плотность по азоту плотностьгазаплотность газаплотностьгаза равна отношению молекулярной массы углеводорода к молекулярной массе азота, которая составляет 28 г/моль:
M<em>углеводородаM</em>N<em>2=2⇒M</em>углеводорода=2×28=56 г/моль \frac{M<em>{\text{углеводорода}}}{M</em>{\text{N}<em>2}} = 2 \Rightarrow M</em>{\text{углеводорода}} = 2 \times 28 = 56 \text{ г/моль}
M</em>N<em>2M<em>углеводорода =2⇒M</em>углеводорода=2×28=56 г/моль
Из предложенных вариантов наиболее близкая по массе формула - это вариант C₄H₈ бутенбутенбутен с молекулярной массой 56 г/моль. Таким образом, правильный ответ:
2) C₄H₈.