Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержание углерода в котором 75%, относительная плотность по кислороду 0,5.

Для того чтобы найти молекулярную формулу углеводорода, в котором содержание углерода составляет 75%, а относительная плотность по кислороду равна 0,5, нужно использовать информацию о массовых долях элементов и их плотности.

1. Определение массовых долей:

   Пусть молекулярная формула углеводорода имеет вид $C_xH_y$, где $x$ — число атомов углерода, а $y$ — число атомов водорода.

   Массовая доля углерода $C$ в молекуле углеводорода:

   $$\text{Массовая доля углерода} = \frac{x \cdot M_C}{M_{C_xH_y}}$$

   где $M_C$ — молекулярная масса углерода (12 г/моль), $M_{C_xH_y}$ — молекулярная масса углеводорода. Массовая доля углерода нам известна — это 75%, то есть:

   $$\frac{x \cdot 12}{x \cdot 12 + y \cdot 1} = 0,75$$

   Это уравнение можно упростить:

   $$\frac{12x}{12x + y} = 0,75$$

   Умножим обе части уравнения на $12x + y$:

   $$12x = 0,75(12x + y)$$

   Раскроем скобки:

   $$12x = 9x + 0,75y$$

   Переносим все элементы, связанные с $x$, на одну сторону:

   $$12x - 9x = 0,75y$$ $$3x = 0,75y$$

   Разделим обе части на 0,75:

   $$4x = y$$

   Таким образом, соотношение между количеством атомов углерода и водорода: $y = 4x$.

2. Использование относительной плотности по кислороду:

   Относительная плотность по кислороду означает, что плотность углеводорода в два раза меньше плотности кислорода. Это дает следующее уравнение для молекулярной массы:

   $$\frac{M_{C_xH_y}}{M_O} = 0,5$$

   где $M_O = 16$ г/моль — молекулярная масса кислорода. Следовательно:

   $$M_{C_xH_y} = 0,5 \cdot 16 = 8 \text{ г/моль}$$

   Теперь подставим выражение для молекулярной массы углеводорода:

   $$M_{C_xH_y} = 12x + y$$

   Подставляем $y = 4x$:

   $$M_{C_xH_y} = 12x + 4x = 16x$$

   Таким образом, мы имеем:

   $$16x = 8$$

   Решая это уравнение, получаем $x = 0,5$.

3. Молекулярная формула:

   Так как $x = 0,5$, то количество атомов углерода в молекуле углеводорода равно 0,5. Подставим это значение в $y = 4x$:

   $$y = 4 \cdot 0,5 = 2$$

   Таким образом, молекулярная формула углеводорода: $C_0.5H_2$.

Однако, такое представление молекулы не имеет смысла, поскольку в химии всегда предполагается целое число атомов. Это указывает на ошибку в расчетах и неправомерность решения через массовые доли,