Определите формулу углеводорода , массовая доля водорода в котором равна 20%.Относительная плотность углеводорода по водороду равна 15

Чтобы определить формулу углеводорода с массовой долей водорода 20% и относительной плотностью по водороду 15, нужно провести несколько расчетов.

Шаг 1: Определим молекулярную массу углеводорода

Относительная плотность вещества по водороду показывает, во сколько раз молекулярная масса данного вещества больше молекулярной массы водорода (H₂), которая равна 2 г/моль.

Пусть $M$ — молекулярная масса углеводорода. Тогда:

Отсюда:

Шаг 2: Найдём массовую долю водорода

Пусть формула углеводорода $\text{C}_x\text{H}_y$, тогда его молекулярная масса $M$ может быть выражена как:

где $x$ и $y$ — количество атомов углерода и водорода соответственно, а 12 и 1 — их атомные массы.

Из условия задачи известно, что массовая доля водорода в веществе составляет 20%, т.е. 0,2 в долях. Таким образом, можно записать уравнение для массовой доли водорода:

Отсюда:

Шаг 3: Найдём количество атомов углерода $x$

Теперь, зная, что $y = 6$, подставим это значение в уравнение для молекулярной массы:

Решим это уравнение:

Шаг 4: Запишем формулу углеводорода

Мы нашли, что $x = 2$ и $y = 6$. Таким образом, формула углеводорода будет:

Проверка

Для окончательной проверки рассчитаем массовую долю водорода в $\text{C}_2\text{H}_6$:

1. Молекулярная масса $\text{C}_2\text{H}_6$ равна $12 \times 2 + 6 = 24 + 6 = 30$ г/моль.
2. Массовая доля водорода: $$\frac{6}{30} = 0,2 \text{ или } 20\%$$

Таким образом, все условия задачи выполнены, и формула углеводорода — $\text{C}_2\text{H}_6$, то есть это этан.