Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3.31,а массовая доля водорода в нём равна...

Для определения молекулярной формулы углеводорода с заданными характеристиками, начнем с анализа данных.

1. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3.31. Это означает, что молекулярная масса углеводорода в 3.31 раз больше молекулярной массы воздуха. Молекулярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль, поэтому:

[ M_{\text{углеводорода}} = 3.31 \times 29 \approx 96.99 \, \text{г/моль} ]

Округлим до 97 г/моль.

1. Массовая доля водорода в углеводороде составляет 12.5%. Это значит, что из 100 г углеводорода 12.5 г — водород, а остальные 87.5 г — углерод.

Теперь найдем количество моль углерода и водорода:

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

Количество моль водорода:

[ n_H = \frac{12.5 \, \text{г}}{1 \, \text{г/моль}} = 12.5 \, \text{моль} ]

Количество моль углерода:

[ n_C = \frac{87.5 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 7.29 \, \text{моль} ]

1. Теперь найдем соотношение между количеством моль углерода и водорода. Для этого поделим количество моль каждого элемента на наименьшее количество моль:

[ \text{Соотношение для C:} \quad \frac{n_C}{n_C} = \frac{7.29}{7.29} \approx 1 ] [ \text{Соотношение для H:} \quad \frac{n_H}{n_C} = \frac{12.5}{7.29} \approx 1.71 ]

Для упрощения соотношение можно округлить до целых чисел. Умножим на 2, чтобы получить целые значения:

[ C : H \approx 2 : 3.42 \approx 2 : 5 \quad (\text{приблизительно}) ]

Таким образом, можно предположить, что наименьшее целое соотношение углерода и водорода в углеводороде — это 2 : 5.

1. Теперь мы можем записать эмпирическую формулу углеводорода: (C_2H_5).

2. Чтобы получить молекулярную формулу, нам нужно сравнить молекулярную массу эмпирической формулы с найденной ранее молекулярной массой углеводорода:

• Молярная масса (C_2H_5) равна:

[ M_{C_2H_5} = 2 \times 12 + 5 \times 1 = 24 + 5 = 29 \, \text{г/моль} ]

Теперь найдем, сколько раз эмпирическая формула вмещается в молекулярную массу:

[ n = \frac{M{\text{углеводорода}}}{M{C_2H_5}} = \frac{97}{29} \approx 3.34 \quad (\text{округляем до 3}) ]

1. Умножив эмпирическую формулу (C_2H_5) на 3, получаем молекулярную формулу:

[ C{6}H{15} ]

Таким образом, молекулярная формула углеводорода, соответствующего заданным условиям, — это (C6H{15}).

Для определения молекулярной формулы углеводорода можно воспользоваться данными о массовой доле водорода и относительной плотности паров углеводорода.

1. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху равна 3.31, что означает, что молекулярная масса углеводорода (M) в 3.31 раза больше молекулярной массы воздуха (примерно 29 г/моль). То есть: [ M = 3.31 \times 29 \approx 96.99 \text{ г/моль}. ]

2. Массовая доля водорода в углеводороде равна 12.5%. Это означает, что на 100 г углеводорода содержится 12.5 г водорода и 87.5 г углерода.

3. Найдем количество молей углерода (C) и водорода (H):

   • Моли водорода: ( n_H = \frac{12.5}{1} = 12.5 \text{ моль} ),
   • Моли углерода: ( n_C = \frac{87.5}{12} \approx 7.29 \text{ моль} ).

4. Определим соотношение атомов углерода и водорода. Делим количество моль каждого элемента на наименьшее количество моль:

   • Для углерода: ( \frac{7.29}{7.29} = 1 ),
   • Для водорода: ( \frac{12.5}{7.29} \approx 1.71 ).

5. Приведем соотношение к целым числам. Умножим на 2, чтобы получить целые значения: ( C_2H_5 ).

Молекулярная формула углеводорода, исходя из молекулярной массы, будет ( C6H{14} ) (так как ( C_2H_5 ) - это этил, а ( C6H{14} ) – гексан).

Таким образом, молекулярная формула углеводорода: C6H14.

Чтобы определить молекулярную формулу углеводорода, нужно воспользоваться данными задачи и провести следующие расчёты.

Дано:

1. Относительная плотность паров углеводорода по воздуху: (D_{\text{паров воздуха}} = 3.31).
2. Массовая доля водорода ((w_H)) в углеводороде: (12.5\% = 0.125).

Найти:

Молекулярную формулу углеводорода.

Решение:

Шаг 1: Найдём молекулярную массу углеводорода.

Относительная плотность паров вещества по воздуху связана с молекулярной массой вещества через отношение:

[ D{\text{паров воздуха}} = \frac{M{\text{вещества}}}{M_{\text{воздуха}}}. ]

Молекулярная масса воздуха ((M_{\text{воздуха}})) равна приблизительно (29 \, \text{г/моль}). Тогда:

[ M{\text{вещества}} = D{\text{паров воздуха}} \cdot M_{\text{воздуха}} = 3.31 \cdot 29 = 96.0 \, \text{г/моль}. ]

Таким образом, молекулярная масса углеводорода равна (M = 96 \, \text{г/моль}).

Шаг 2: Выразим массовую долю водорода.

Массовая доля водорода определяется как отношение массы атомов водорода к общей молекулярной массе вещества:

[ w_H = \frac{m_H}{M}. ]

Масса атомов водорода ((m_H)) равна числу атомов водорода ((n_H)) умноженному на атомную массу водорода ((1 \, \text{г/моль})):

[ w_H = \frac{n_H \cdot 1}{M}. ]

Подставим известные значения ((w_H = 0.125), (M = 96)):

[ 0.125 = \frac{n_H}{96}. ]

Найдём (n_H):

[ n_H = 0.125 \cdot 96 = 12. ]

Таким образом, в молекуле углеводорода содержится (n_H = 12) атомов водорода.

Шаг 3: Найдём число атомов углерода.

Общая молекулярная масса углеводорода складывается из масс атомов углерода ((m_C)) и водорода ((m_H)):

[ M = m_C + m_H. ]

Масса атомов водорода ((m_H)) равна (n_H \cdot 1 = 12 \, \text{г/моль}). Тогда масса углерода:

[ m_C = M - m_H = 96 - 12 = 84 \, \text{г/моль}. ]

Число атомов углерода ((n_C)) можно найти как отношение массы атомов углерода к атомной массе углерода ((12 \, \text{г/моль})):

[ n_C = \frac{m_C}{12} = \frac{84}{12} = 7. ]

Таким образом, в молекуле углеводорода содержится (n_C = 7) атомов углерода.

Шаг 4: Запишем молекулярную формулу.

Молекулярная формула углеводорода определяется числом атомов углерода ((C)) и водорода ((H)):

[ \text{Формула: } C7H{12}. ]

Ответ:

Молекулярная формула углеводорода: (C7H{12}).